Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Engenharia de Computação e Automação Comandos Elétricos Heitor Medeiros Florencio
Comandos Elétricos na Automação Industrial Conhecimentos de comandos elétricos são indispensáveis para implantação de sistemas de automação na indústria. Painéis Elétricos são compostos por: Equipamentos de controle (ex.: CLPs); Componentes de proteção; Equipamentos de partida de motores.
Comandos Elétricos Comandos elétricos são esquemas de componentes elétricos e eletrônicos que permitem automatizar o acionamento de motores elétricos, evitando o manejo inadequado do usuário e protegendo a máquina e o operador. Melhoram o conforto no manejo da máquinas, usando simples botões. A maioria das máquinas na indústria são acionadas por motores elétricos. Compostos por dispositivos de proteção para motores e dispositivos de comando, sinalização e auxiliares.
Componentes Dispositivos de proteção: Fusível; Relé de sobrecarga; Disjuntor motor; Dispositivos de comandos, sinalização e auxiliares: Botoeira e chave; Contator; Relé de tempo; Sinalizador;
Fusíveis Dispositivos de proteção conta curto-circuito (aumento brusco da intensidade de corrente ocasionado por falha no sistema) de utilização única: após sua atuação devem ser descartados. Tipo D (Diazed) Uso residencial e industrial. Pode ser de ação rápida ou retarda. Recomendável para corrente até 63A Tipo NH Uso exclusivamente industrial. Pode ser de ação rápida ou retarda. Corrente nominal até 1250A
Simbologia: Fusíveis
Relé O relé é um dispositivo utilizado para a proteção de circuitos em relação a sobrecarga, e diferentemente em relação aos fusíveis, que atuam uma única vez (queima do filamento), os relés atuam diversas vezes durante a sua vida útil, ou seja, eles atuam e não tem a necessidade de serem substituídos. Os relés utilizados comumente como dispositivos de segurança podem ser do tipo Eletromagnéticos e Térmicos.
Relés de Proteção Relé Eletromagnético: Atuação baseada na ação eletromagnética provocada pela circulação da corrente elétrica numa bobina. Relé de mínima tensão; Relé de máxima corrente; Relé Térmico (relé de sobrecarga): Atuação baseada no princípio da deformação de um bimetal quando ocorre um aumento de temperatura devido ao aumento da intensidade da corrente.
Relé de Sobrecarga
Disjuntor Motor Disjuntor é usado na proteção contra altas correntes com a vantagem de poder ser religado várias vezes. Disjuntor motor é um dispositivo desenvolvido para a proteção de motores contra curto-circuito e sobrecarga. Possui ajuste na proteção de sobrecarga (térmico) para melhor atuação no caso de sobrecarga.
Diagramas de Força Os dispositivos de proteção são utilizados no diagrama de força para proteger o motor no acionamento. Esquemas de comandos elétricos: Diagrama de força Diagrama de comando
Botoeiras As chaves manuais são os dispositivos de manobra mais simples e de baixo custo para realizar o acionamento do motor elétrico, podem acionar diretamente um motor ou acionar a bobina de um contator. Chaves elétricas acionadas manualmente que apresentam, geralmente, um contato aberto (NA; normalmente aberto) e outro fechado (NF; normalmente fechado). O acionamento das botoeiras gera uma comutação nos contatos: Contatos NF tornam-se abertos; Contatos NA tornam-se fechados.
Botoeiras
Simbologia: Botoeiras
Sinaleiros É um elemento de sinalização, cuja finalidade é alertar ao operador as condições de funcionamento do circuito. Eles são compostos por lente frontal, blocos porta lâmpada e contatos.
Contatores Definição 1: É um dispositivo de manobra mecânica, acionado magneticamente, que permite comandar grandes intensidades de corrente, através de um circuito auxiliar de baixa intensidade de corrente. Definição 2: Chave de operação não manual, eletromagnética, que tem uma única posição de repouso e é capaz de estabelecer, conduzir e interromper correntes em condições normais do circuito, inclusive sobrecargas no funcionamento.
Contatores Princípio similar ao relé! Consiste de um núcleo magnético, parte fixo e parte móvel, excitado por uma bobina. Quando a bobina é energizada os contatos (NA e NF) comutam suas posições.
Contatores Nomenclatura de Contatos: Bobinas: são identificadas de forma alfanumérica com A1 e A2. Terminais do circuito principal (potência/força): devem ser identificados por números unitários e por um sistema alfanumérico.
Contatores Nomenclatura de Contatos: Terminais de contatos auxiliares: devem ser marcados ou identificados nos diagramas, através de dois números, de modo que a unidade representa a função do contato e a dezena representa a sequência da numeração.
Relé de tempo São projetados para o controle de tempo de curta duração. São utilizados na automação de máquinas e processos industriais, especialmente em sequenciamento, interrupções de comando e em chaves de partida. Relé temporizador!
Relé temporizador
Diagramas de Comando Diagramas/circuitos de comando utilizam dispositivos de seccionamento, responsáveis por abrir e fechar circuitos, por incluir ou retirar elementos. Diagrama de força Diagrama de comando
Diagrama de Comando Contato de Selo: Sempre ligado em paralelo com o contato de fechamento da botoeira. Responsável por manter a corrente circulando pelo contator, mesmo após o operador ter retirado o dedo da botoeira.
Diagrama de Comando Intertravamento: Evitar o funcionamento simultâneo de dois contatores.
Diagrama de Comando Associação de contatos/chaves: Lógica E Lógica OU
Sensor: Diagrama de Comando
Comandos Elétricos: Simbologia
Comandos Elétricos: Simbologia e Nomenclatura Nomenclatura NBR 5280:
Partidas de Motores
Partidas de Motores Acionamento Convencional: Conhecidos como partidas convencionais de motores, utilizam-se de dispositivos eletromecânicos para o acionamento (partida) do motor (ex. contatores eletromecânico, interruptores mecânicos, etc.). Partida direta; Partida estrela-triângulo; Partida compensadora; Acionamento Eletrônico: Conhecidos como partidas eletrônicas de motores, utilizam-se de dispositivos eletrônicos que realizam o acionamento do motor (ex. soft-starters, inversores de frequência, etc.).
Partida Direta O motor parte com valores de conjugado (torque) e corrente de partida plenos, pois suas bobinas recebem tensão nominal. Consequências: Acentuada queda de tensão no sistema de alimentação da rede, o que ocasiona interferências em equipamentos instalados no sistema; O sistema (cabos, contatores) deverá ser superdimensionado, elevando os custos; Desobediência às normas vigentes que delimitam a queda de tensão da rede. Restrições: A corrente de partida do motor deve ser bem inferior à da rede; As instalações elétricas devem ter capacidade para conduzir a corrente de partida (tempo curto) e a corrente nominal (regime permanente); Os motores devem partir sem carga (a vazio). Somente depois de se ter atingido a rotação nominal é que a carga poderá ser aplicada.
Partida Direta
Partida Direta
Partida Direta
Partida Direta
Partida Direta com Reversão
Partida Estrela-Triângulo Para se evitar os problemas encontrados na Partida Direta, pode se utilizar um sistema de partida com redução de tensão e consequentemente redução da corrente. A Partida Estrela Triângulo consiste na alimentação do motor com redução de tensão nas bobinas durante a partida. No início da partida executa se a ligação estrela no motor (apto a receber tensão de estrela UY), porém ele é alimentado com tensão de triângulo (UΔ), ou seja, com a tensão da rede. No instante em que o motor atinge aproximadamente 90% da sua velocidade nominal é feito a comutação, passando o motor a ser ligado em triângulo, assim as bobinas passam a receber a tensão nominal.
Partida Estrela-Triângulo Requisitos: Os motores devem ser trifásicos, com duas tensões de ligação (estrela e triângulo) e ter no mínimo 6 terminais. Ex: 220/380V, 380/660V, 440/760V; A tensão de alimentação deve corresponder à tensão de ligação em triângulo do motor; Assim como na Partida Direta, os motores devem partir sem carga (a vazio), porque na ligação em estrela ocorre também uma redução no torque de partida, proporcional a redução da corrente de partida.
Partida Estrela-Triângulo
Partida Estrela-Triângulo
Partida Estrela-Triângulo
Partida Estrela-Triângulo
Partida Estrela-Triângulo
Partida Estrela-Triângulo
Partida Estrela-Triângulo
Partida Estrela-Triângulo
Partida Estrela-Triângulo
Referências Oliveira, Clóvis B. M. Acionamento e Comandos Elétricos. UFRN, 2012. Notas de aula. Comandos Elétricos. Clube do Técnico. Apostila.