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H2 – DIMENSIONAR RELÉS DE
SOBRECARGA PARA APLICAÇÃO
EM CIRCUITOS DE PROTEÇÃO
  DE MOTORES ELÉTRICOS

             Aula 3
        Prof. Dr. Emerson S. Serafim   1
CONTEÚDO
3 RELÉS DE SOBRECARGA;
3.1 Relé de sobrecorrente;
3.2 Codificação de relés WEG;
3.3 Dimensionamento dos relés;
3.4 Exemplo de cálculo
3.5 Exercícios
REFERÊNCIAS




                         Prof. Dr. Emerson S. Serafim   2
3. RELÉS DE SOBRECARGA
PRINCIPAL FUNÇÃO:
      DETECÇÃO DE SOBRECARGA EM MOTORES.
OPERAÇÃO:
   Baseado no princípio da dilatação de partes bimetálicas
quando submetidos a uma variação de temperatura
desenergizando o circuito de força, se necessário.
POSSÍVEIS CAUSAS DA SOBRECARGA:
  - Sobrecarga mecânica na ponta do eixo;
  - Tempo de partida muito alto;
  - Rotor bloqueado;
  - Falta de uma fase;
  - Desvios de tensão e freqüência da rede.
SIMBOLOGIA:
                         Prof. Dr. Emerson S. Serafim   3
        ABNT:
3.1 Relé de Sobrecorrente
A curvatura do conjunto bimetálico provoca:
• Liberação do dispositivo de trava: que ocasiona a abertura
dos contatos principais do relé.
• Abertura de um contato fechado (95-96): que causa a
abertura do circuito de comando de um acionamento do motor.
Elementos do relé:
• Compensação da temperatura ambiente:
De maneira geral um relé térmico compensado é insensível às
variações de temperatura ambiente entre –40oC e +60oC.
• Classes de desligamento térmico:
     - Classe de disparo 10: tempo de partida inferior a 10s.
     - Classe de disparo 20: tempo de partida de até 20s.
     - Classe de disparo 30: tempo de partida de até 30s.
IMPORTANTE:
1) O relé térmico não protege a linha em caso de curto-circuito e deve ser associado a fusíveis.
                                       Prof. Dr. Emerson S. Serafim
2) Uma vez disparado não volta a sua posição de repouso automaticamente, devendo ser       4
rearmado manualmente.
Os relés de sobrecorrente possuem os seguintes elementos:
    1. Botão de rearme;
    2. Contatos auxiliares;
    3. Botão de teste;
    4. Lâmina bimetálica auxiliar para compensação de temperatura;
    5. Cursor de arraste;
    6. Lâmina bimetálica principal;
    7. Ajuste de corrente.




    Além destes elementos é possível parametrizar a sua atuação de
acordo com as seguintes funções:
• A: somente rearme automático;
• AUTO: rearme automático, desligamento pelo botão e função teste;
• HAND: rearme manual, desligamento pelo botão e função teste;
• H: somente rearme manual. Prof. Dr. Emerson S. Serafim           5
3.2 Codificação de relés WEG
            MODELO       Largura     Altura   Profundidade   Peso

                          [mm]       [mm]        [mm]        [kg]


          RW17-1D3 e
                          79,5        45          92         0,15
           RW17-2D3

           RW27-1D3        45        79,5         92         0,147

          RW67-1D3 e
                           50         76          106        0,31
           RW67-2D3

          RW117-1D3        75        98,5        99,5        0,52

          RW117-2D3        75        117          107        0,55

          RW317-1D3        115       155          166        2,30

          RW407-1D3        265       150          185        3,12


      Prof. Dr. Emerson S. Serafim                           6
Prof. Dr. Emerson S. Serafim   7
Prof. Dr. Emerson S. Serafim   8
Prof. Dr. Emerson S. Serafim   9
Prof. Dr. Emerson S. Serafim   10
3.3 Dimensionamento dos
                                  relés
   Os relés devem ser dimensionados de forma que
contenham em sua faixa de ajuste a corrente nominal (In)
que circula pelo trecho onde está ligado.

• Para motores com fator de serviço (FS) >= 1,15:
                         Ir = 1,25*In
• Para motores com fator de serviço (FS) < 1,15:
                         Ir = 1,15*In



IMPORTANTE:
1) O relé NÃO deve ser dimensionado com In situado no extremo superior da faixa de ajuste.
Pois se o motor tiver um FS>1, o relé não permitirá tal corrente.
                                    Prof. Dr. Emerson S. Serafim                    11
3.4 Exemplo de cálculo
1) Dimensionar o relé de sobrecarga para proteger o motor de 5cv,
220V/60Hz, IV pólos, supondo que o seu tempo de partida seja de 5s
(partida direta).

Pelo catálogo WEG de motores, tipo W21:
            In = 14A; FS = 1,15.

Como FS >=1,15:       Ir = 1,25*In, logo: Ir = 1,25*14 = 17,5A.


ESPECIFICAÇÃO COMPLETA CONFORME O CATÁLOLGO:

RW27-1D3-U023: faixa de ajuste de 15 a 23A. Com fusível máximo de 50A.

Em cálculos anteriores, o fusível dimensionado para este motor foi de 35A.
Atendendo assim o limite fornecido para o relé.



                              Prof. Dr. Emerson S. Serafim           12
3.5 Exercícios

Dimensione de forma completa o relé de sobrecarga para os
   seguintes motores:
1) Motor trifásico W21 de 1cv, 380V/60Hz, II pólos, supondo
   que o seu tempo de partida seja de 5s (partida direta).
2) Motor trifásico W21 de 10cv, 220V/60Hz, II pólos, supondo
   que o seu tempo de partida seja de 5s (partida direta).
3) Motor trifásico W21 de 10cv, 380V/60Hz, II pólos, supondo
   que o seu tempo de partida seja de 5s (partida direta).
4) Motor trifásico W21 de 100cv, 380V/60Hz, II pólos,
   supondo que o seu tempo de partida seja de 5s (partida
   direta).
5) Motor trifásico W21 de 200cv, 380V/60Hz, II pólos,
   supondo que o seu tempo de partida seja de 10s (partida
   direta).

                        Prof. Dr. Emerson S. Serafim     13
6) Motor monofásico IP55 de uso rural de 0,25cv, 220V/60Hz, IV
   pólos, supondo que o seu tempo de partida seja de 3s.
7) Motor trifásico W21 Dahlander IP55 de 0,22/0,37cv,
   220V/60Hz, IV e VIII pólos, supondo que o seu tempo de
   partida seja de 6s.
8) Motor trifásico W21 de 0,25cv, 220V/60Hz, IV pólos, supondo
   que o seu tempo de partida seja de 9s.
9) Motor trifásico W21 Dahlander IP55 de 0,18/0,30cv,
   220V/60Hz, II e IV pólos, supondo que o seu tempo de
   partida seja de 4s.
10)Motor trifásico de duplo enrolamento de 0,6/0,8cv,
   220V/60Hz, IV e VI pólos, supondo que o seu tempo de
   partida seja de 3s.
11) Motor trifásico tipo motofreio 0,75cv, 220V/60Hz, II pólos,
   supondo que o seu tempo de partida seja de 4s.
                          Prof. Dr. Emerson S. Serafim    14
REFERÊNCIAS
FRANCHI, C.M. ACIONAMENTOS ELÉTRICOS, Ed. Érica, 4a. Ed., SP, 2008.
ULIANA, J.E. Apostila de Comando e Motores Elétricos. Curso Técnico em
Plásticos.
SOUZA, R.T, COSTA, E.G Apostila de Instalações Elétricas Industriais. UFCG,
2003.
www.weg.net
Catálogo WEG de contatores e relés de sobrecarga (905.13/082008).
Catálogo WEG de motores elétricos (050.08/012009).




                               Prof. Dr. Emerson S. Serafim            15

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  • 1. H2 – DIMENSIONAR RELÉS DE SOBRECARGA PARA APLICAÇÃO EM CIRCUITOS DE PROTEÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS Aula 3 Prof. Dr. Emerson S. Serafim 1
  • 2. CONTEÚDO 3 RELÉS DE SOBRECARGA; 3.1 Relé de sobrecorrente; 3.2 Codificação de relés WEG; 3.3 Dimensionamento dos relés; 3.4 Exemplo de cálculo 3.5 Exercícios REFERÊNCIAS Prof. Dr. Emerson S. Serafim 2
  • 3. 3. RELÉS DE SOBRECARGA PRINCIPAL FUNÇÃO: DETECÇÃO DE SOBRECARGA EM MOTORES. OPERAÇÃO: Baseado no princípio da dilatação de partes bimetálicas quando submetidos a uma variação de temperatura desenergizando o circuito de força, se necessário. POSSÍVEIS CAUSAS DA SOBRECARGA: - Sobrecarga mecânica na ponta do eixo; - Tempo de partida muito alto; - Rotor bloqueado; - Falta de uma fase; - Desvios de tensão e freqüência da rede. SIMBOLOGIA: Prof. Dr. Emerson S. Serafim 3 ABNT:
  • 4. 3.1 Relé de Sobrecorrente A curvatura do conjunto bimetálico provoca: • Liberação do dispositivo de trava: que ocasiona a abertura dos contatos principais do relé. • Abertura de um contato fechado (95-96): que causa a abertura do circuito de comando de um acionamento do motor. Elementos do relé: • Compensação da temperatura ambiente: De maneira geral um relé térmico compensado é insensível às variações de temperatura ambiente entre –40oC e +60oC. • Classes de desligamento térmico: - Classe de disparo 10: tempo de partida inferior a 10s. - Classe de disparo 20: tempo de partida de até 20s. - Classe de disparo 30: tempo de partida de até 30s. IMPORTANTE: 1) O relé térmico não protege a linha em caso de curto-circuito e deve ser associado a fusíveis. Prof. Dr. Emerson S. Serafim 2) Uma vez disparado não volta a sua posição de repouso automaticamente, devendo ser 4 rearmado manualmente.
  • 5. Os relés de sobrecorrente possuem os seguintes elementos: 1. Botão de rearme; 2. Contatos auxiliares; 3. Botão de teste; 4. Lâmina bimetálica auxiliar para compensação de temperatura; 5. Cursor de arraste; 6. Lâmina bimetálica principal; 7. Ajuste de corrente. Além destes elementos é possível parametrizar a sua atuação de acordo com as seguintes funções: • A: somente rearme automático; • AUTO: rearme automático, desligamento pelo botão e função teste; • HAND: rearme manual, desligamento pelo botão e função teste; • H: somente rearme manual. Prof. Dr. Emerson S. Serafim 5
  • 6. 3.2 Codificação de relés WEG MODELO Largura Altura Profundidade Peso [mm] [mm] [mm] [kg] RW17-1D3 e 79,5 45 92 0,15 RW17-2D3 RW27-1D3 45 79,5 92 0,147 RW67-1D3 e 50 76 106 0,31 RW67-2D3 RW117-1D3 75 98,5 99,5 0,52 RW117-2D3 75 117 107 0,55 RW317-1D3 115 155 166 2,30 RW407-1D3 265 150 185 3,12 Prof. Dr. Emerson S. Serafim 6
  • 7. Prof. Dr. Emerson S. Serafim 7
  • 8. Prof. Dr. Emerson S. Serafim 8
  • 9. Prof. Dr. Emerson S. Serafim 9
  • 10. Prof. Dr. Emerson S. Serafim 10
  • 11. 3.3 Dimensionamento dos relés Os relés devem ser dimensionados de forma que contenham em sua faixa de ajuste a corrente nominal (In) que circula pelo trecho onde está ligado. • Para motores com fator de serviço (FS) >= 1,15: Ir = 1,25*In • Para motores com fator de serviço (FS) < 1,15: Ir = 1,15*In IMPORTANTE: 1) O relé NÃO deve ser dimensionado com In situado no extremo superior da faixa de ajuste. Pois se o motor tiver um FS>1, o relé não permitirá tal corrente. Prof. Dr. Emerson S. Serafim 11
  • 12. 3.4 Exemplo de cálculo 1) Dimensionar o relé de sobrecarga para proteger o motor de 5cv, 220V/60Hz, IV pólos, supondo que o seu tempo de partida seja de 5s (partida direta). Pelo catálogo WEG de motores, tipo W21: In = 14A; FS = 1,15. Como FS >=1,15: Ir = 1,25*In, logo: Ir = 1,25*14 = 17,5A. ESPECIFICAÇÃO COMPLETA CONFORME O CATÁLOLGO: RW27-1D3-U023: faixa de ajuste de 15 a 23A. Com fusível máximo de 50A. Em cálculos anteriores, o fusível dimensionado para este motor foi de 35A. Atendendo assim o limite fornecido para o relé. Prof. Dr. Emerson S. Serafim 12
  • 13. 3.5 Exercícios Dimensione de forma completa o relé de sobrecarga para os seguintes motores: 1) Motor trifásico W21 de 1cv, 380V/60Hz, II pólos, supondo que o seu tempo de partida seja de 5s (partida direta). 2) Motor trifásico W21 de 10cv, 220V/60Hz, II pólos, supondo que o seu tempo de partida seja de 5s (partida direta). 3) Motor trifásico W21 de 10cv, 380V/60Hz, II pólos, supondo que o seu tempo de partida seja de 5s (partida direta). 4) Motor trifásico W21 de 100cv, 380V/60Hz, II pólos, supondo que o seu tempo de partida seja de 5s (partida direta). 5) Motor trifásico W21 de 200cv, 380V/60Hz, II pólos, supondo que o seu tempo de partida seja de 10s (partida direta). Prof. Dr. Emerson S. Serafim 13
  • 14. 6) Motor monofásico IP55 de uso rural de 0,25cv, 220V/60Hz, IV pólos, supondo que o seu tempo de partida seja de 3s. 7) Motor trifásico W21 Dahlander IP55 de 0,22/0,37cv, 220V/60Hz, IV e VIII pólos, supondo que o seu tempo de partida seja de 6s. 8) Motor trifásico W21 de 0,25cv, 220V/60Hz, IV pólos, supondo que o seu tempo de partida seja de 9s. 9) Motor trifásico W21 Dahlander IP55 de 0,18/0,30cv, 220V/60Hz, II e IV pólos, supondo que o seu tempo de partida seja de 4s. 10)Motor trifásico de duplo enrolamento de 0,6/0,8cv, 220V/60Hz, IV e VI pólos, supondo que o seu tempo de partida seja de 3s. 11) Motor trifásico tipo motofreio 0,75cv, 220V/60Hz, II pólos, supondo que o seu tempo de partida seja de 4s. Prof. Dr. Emerson S. Serafim 14
  • 15. REFERÊNCIAS FRANCHI, C.M. ACIONAMENTOS ELÉTRICOS, Ed. Érica, 4a. Ed., SP, 2008. ULIANA, J.E. Apostila de Comando e Motores Elétricos. Curso Técnico em Plásticos. SOUZA, R.T, COSTA, E.G Apostila de Instalações Elétricas Industriais. UFCG, 2003. www.weg.net Catálogo WEG de contatores e relés de sobrecarga (905.13/082008). Catálogo WEG de motores elétricos (050.08/012009). Prof. Dr. Emerson S. Serafim 15