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Motor indução trifásico
- 1. ............................................... ............................................... 2. MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO ............................................... ............................................... Os motores trifásicos, como o próprio nome diz, funcio- ............................................... nam somente quando são ligados a uma rede elétrica que pos- ............................................... sua os três fios fase com tensão igual à tensão nominal do mo- ............................................... tor. Existem vários tipos de motores trifásicos, porém os mais ............................................... comuns são os motores de indução com rotor em curto circuito, ............................................... também conhecido como rotor em “gaiola de esquilo”. ............................................... ............................................... Os motores trifásicos de rotor em curto-circuito são apli- ............................................... cados em inúmeras máquinas industriais, sendo o seu campo ............................................... de aplicação praticamente ilimitado. Estes motores, quando ............................................... adequadamente instalados, podem proporcionar, por muito ............................................... tempo, uma continuidade de funcionamento livre de problemas. ............................................... Possuem grandes vantagens, tais como: ............................................... ............................................... L Simplicidade de operação ............................................... L Construção robusta ............................................... L Fácil manutenção ............................................... L Custo bastante pequeno ............................................... ............................................... Estas vantagens, entre muitas outras, colaboram para a ............................................... sua larga aplicação. Pode-se dizer, ainda, que existem muitas ............................................... aplicações industriais que requerem destes motores diversifi- ............................................... cações quanto a sua potência, velocidade ou quanto a sua ............................................... tensão de funcionamento. ............................................... ............................................... Para realizar a instalação de qualquer tipo de motor deve- ............................................... se observar atentamente a sua placa de características, onde ............................................... estão gravados todos os diagramas de ligações e respectivas ............................................... tensões que poderão receber. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 17 SENAI-PR
- 2. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... Na identificação feita através de letras, há uma corres- ............................................... pondência com a identificação feita por números. Esta corres- ............................................... pondência é a seguinte: ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... Vejamos, a seguir, os tipos de ligações de motores trifásicos em relação ao seu número de terminais. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 2.1. MOTOR TRIFÁSICO DE SEIS TERMINAIS ............................................... ............................................... Os motores trifásicos de seis terminais são fabricados ............................................... para o funcionamento em duas tensões, normalmente 220/ ............................................... 380V. podem ser ligados em triângulo (Ä) para 220V ou em ............................................... estrela (Y) para 380V. Observe os esquemas abaixo: ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 18 SENAI-PR
- 3. 2.2. MOTOR TRIFÁSICO DE DOZE TERMINAIS ............................................... ............................................... Os motores trifásicos de doze terminais são fabricados ............................................... para o funcionamento em quatro tensões, normalmente 220/380/ ............................................... 440/760V. Podem ser ligados em duplo triângulo (triângulo para- ............................................... lelo) para 220V, duplo estrela (estrela paralelo) para 380V, triân- ............................................... gulo série para 440V ou em estrela série para 760V. Esta última ............................................... ligação serve apenas para partida de motores, uma vez que não ............................................... é normalizada a ligação para esta tensão nominal. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... Para instalar os motores trifásicos, necessita-se de materiais específicos para a sua proteção e comando. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 19 SENAI-PR
- 4. ............................................... 3. CHAVES MANUAIS ............................................... 3.1. CHAVE REVERSORA TRIPOLAR MANUAL ............................................... ............................................... As chaves reversoras tripolares manuais são bastante ............................................... empregadas para o comando de motores de pequena e mé- ............................................... dia potência. ............................................... ............................................... Os contatos das chaves reversoras tripolares manuais ............................................... podem se apresentar a seco, para baixos valores de corrente, ............................................... ou imersos em óleo, para corrente mais elevadas. O óleo uti- ............................................... lizado nestas chaves é do tipo mineral e tem por finalidade ............................................... aumentar a vida útil dos contatos da chave. ............................................... ............................................... Para melhor fixar o aprendizado sobre chaves reversoras tripolares manuais, iremos classificá-las quanto a: ............................................... ............................................... ............................................... L EMPREGO ............................................... L FUNCIONAMENTO ............................................... L LIGAÇÃO ............................................... L ESPECIFICAÇÃO ............................................... ............................................... QUANTO A EMPREGO: As chaves reversoras tripolares ............................................... manuais são dispositivos de comando utilizados para se fazer ............................................... a partida e inversão no sentido de rotação de motores trifásicos. ............................................... Normalmente, estas chaves, são utilizadas no comando de ............................................... motores com potência até 5 cv para circuitos de alimentação ............................................... em 220/127V e até 7,5 cv para circuitos de alimentação em ............................................... 380/220V. ............................................... ............................................... QUANTO AO FUNCIONAMENTO: As chaves reversoras ............................................... tripolares manuais possuem seis jogos de contatos que fe- ............................................... cham e abrem através do acionamento do manípulo. Quando ............................................... o manípulo é acionado, os contatos devem ser fechados ou ............................................... abertos simultaneamente. Estas chaves devem apresentar ............................................... uma boa pressão de contato para impedir a danificação ou a ............................................... soldagem dos mesmos. Os contatos estão inseridos no cor- ............................................... po da chave, que geralmente é fabricado em baquelite ou resi- ............................................... na fenólica. Estes contatos podem ser do tipo de pressão ou ............................................... do tipo deslizante. ............................................... ............................................... 20 SENAI-PR
- 5. ............................................... QUANTO A LIGAÇÃO: As chaves reversoras tripolares ............................................... manuais possuem seis bornes de conexão de condutores, ............................................... onde três deles serão os bornes para a entrada dos conduto- ............................................... res fase e os outros três de conexão dos condutores proveni- ............................................... entes do motor. Normalmente, os bornes destinados à ligação ............................................... dos condutores fase são identificados pela cor vermelha. ............................................... ............................................... QUANTO A ESPECIFICAÇÃO: As chaves reversoras ............................................... tripolares manuais são especificadas de acordo com a inten- ............................................... sidade de corrente a ser interrompida e a tensão nominal da ............................................... rede. Estas chaves são fabricadas para tensões até 500V e ............................................... intensidades de corrente até 60A. ............................................... ............................................... ............................................... 3.2. LIGAÇÃO DO MOTOR TRIFÁSICO ............................................... ............................................... REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA MULTIFILAR: ............................................... Como você deve estar lembrado, a representação esquemática ............................................... multifilar é aquela que nos fornece todos os detalhes de liga- ............................................... ção e funcionamento. No entanto, antes de construirmos este ............................................... tipo de representação esquemática, é preciso que se conhe- ............................................... ça a simbologia de todos os elementos que serão utilizados. ............................................... Apresentamos, a seguir, um quadro de simbologia multifilar ............................................... com os elementos utilizados em instalações de motores ............................................... trifásicos comandados por chave reversora tripolar manual. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... Veja, a seguir, o esquema multifilar de um motor trifásico comandado por chave reversora tripolar manual. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 21 SENAI-PR
- 6. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... Desta forma o esquema unifilar de motor trifásico, comandado por chave reversora manual fica assim representado: ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 22 SENAI-PR
- 7. ............................................... 3.2. MONTAGEM E INSTALAÇÃO DE CHAVE MANUAL ............................................... PARA PARTIDA ESTRELA-TRIÂNGULO DE MOTOR ............................................... TRIFÁSICO ............................................... ............................................... Nos parques industriais, pelo porte do maquinário, é ne- ............................................... cessário o emprego de motores elétricos de grande e média ............................................... potência. Estes motores absorvem, na partida, grandes valo- ............................................... res de corrente (de quatro a dez vezes a corrente nominal do ............................................... motor), ocasionando grandes transtornos na instalação da pró- ............................................... pria indústria e na rede da fornecedora. ............................................... ............................................... Para evitar estes problemas, são prescritas normas para ............................................... o uso de artifícios de partida. Sistemas de partida com tensão ............................................... reduzida são artifícios largamente empregados para se reali- ............................................... zar a partida de motores trifásicos de rotor em curto-circuito ............................................... com potência acima de 5CV, com a finalidade de reduzir a ............................................... corrente de partida. ............................................... ............................................... Os tipos de artifícios para partida de motores trifásicos ............................................... com rotor em curto circuito, mais comumente empregado são: ............................................... ............................................... L Chave estrela-triângulo ............................................... L Chave série-paralelo ............................................... L Chave compensadora ............................................... ............................................... Mesmo que estes sejam os mais empregados, estuda- ............................................... remos apenas o funcionamento e características do sistema ............................................... de partida com CHAVE ESTRELA-TRIÃNGULO. ............................................... ............................................... Este é o sistema de partida com tensão reduzida no qual ............................................... o motor parte com seus enrolamentos conectados em estrela ............................................... até atingir uma velocidade próxima da velocidade nominal, ............................................... sendo então seus enrolamentos conectados em triângulo. A ............................................... conexão dos enrolamentos em estrela bem como a passa- ............................................... gem para triângulo é feita através da chave estrela-triângulo. ............................................... ............................................... O emprego da chave estrela-triângulo reduz em cerca ............................................... de 1/3 a corrente de partida em relação a corrente de partida ............................................... de motores ligados diretamente a rede. Porém, no emprego ............................................... ............................................... 23 SENAI-PR
- 8. deste sistema de partida, deve-se ter muito cuidado com o ............................................... tipo de carga que se irá movimentar, porque o seu conjugado ............................................... de partida também será reduzido em 1/3 do conjugado à plena ............................................... tensão. Conclui-se, portanto, que este sistema é muito em- ............................................... pregado e com êxito para motores até uma determinada po- ............................................... tência, nos casos em que estes não partam a plena carga ou, ............................................... ainda, em caso de motores que apresentem um elevado con- ............................................... jugado de partida com corrente baixa, como o de dupla gaiola. ............................................... ............................................... ............................................... NORMAS PARA A INSTALAÇÃO DE CHAVE ............................................... ESTRELA-TRIÂNGULO ............................................... ............................................... Existem prescrições estabelecidas pelas concessioná- ............................................... rias de energia elétrica de cada Estado Brasileiro relativas à ............................................... partida de motores trifásicos com chave estrela-triângulo ............................................... conectados à rede de distribuição secundária. ............................................... ............................................... As normas prescritas pelas concessionárias dos Esta- ............................................... dos Brasileiros, em geral, estipulam uma faixa de potência para ............................................... o emprego da chave estrela-triângulo de 5CV até 15CV para ............................................... consumidores supridos na tensão 220/127V. ............................................... ............................................... Existem características importantes sobre a chave ES- ............................................... TRELA-TRIÂNGULO que você precisa saber para melhor de- ............................................... sempenhar a tarefa a que está se propondo. A chave estrela- ............................................... triângulo só pode ser empregada na partida de motores ............................................... trifásicos de indução que possuam, no mínimo, seis terminais ............................................... disponíveis. A tensão do motor, quando ligado em triângulo, ............................................... deve coincidir com a tensão da rede de alimentação. ............................................... ............................................... A chave estrela-triângulo é especificada em função da ............................................... intensidade de corrente que deve comandar e da tensão no- ............................................... minal da rede. Este tipo de chave é fabricado para correntes ............................................... de 15 a 60 A e para tensões até 500V, podendo apresentar ............................................... funcionamento a seco ou imenso em óleo mineral. ............................................... ............................................... A chave estrela-triângulo apresenta bornes na extremi- ............................................... dade de cada elemento de contato, permitindo assim a cone- ............................................... xão tanto dos seis condutores provenientes do motor, quanto ............................................... ............................................... 24 SENAI-PR
- 9. das três fases de alimentação. Estes condutores devem ser ............................................... dispostos de tal maneira que, quando o manípulo da chave for ............................................... colocado na posição estrela, tenha-se os enrolamentos ............................................... conectados em estrela e energizados. Quando colocada na ............................................... posição triângulo, devemos ter os enrolamentos conectados ............................................... em triângulo e energizados. ............................................... ............................................... A chave estrela-triângulo possui nove contatos móveis ............................................... sendo que seis são os contatos superiores da chave e três os ............................................... contatos inferiores, que permanecem abertos enquanto o ............................................... manípulo estiver posicionado em “0”. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... Quando posicionamos o manípulo da chave na posição ............................................... “Y”, fecham-se os três contatos do lado inferior, conectando en- ............................................... tre si, através de uma ponte, os fios 4, 5 e 6 dos enrolamentos. ............................................... Também fecham-se os três contatos superiores à direita da cha- ............................................... ve, fazendo com que sejam energizados pelas três fases (R,S e ............................................... T) os fios 1, 2 e 3 dos enrolamentos do motor. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 25 SENAI-PR
- 10. Quando o motor atingir aproximadamente 90% de sua ............................................... velocidade nominal, posiciona-se o manípulo para a posição ............................................... triângulo. Nesta posição, abrem-se os três contatos inferiores ............................................... e fecham-se, simultaneamente, os três contatos superiores à ............................................... esquerda, fazendo com que o enrolamento do motor seja ............................................... conectado em triângulo e energizado. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... A representação esquemática de um comando manual ............................................... estrela-triângulo tem como objetivo mostrar a forma de repre- ............................................... sentar o funcionamento da chave estrela-riângulo, bem como ............................................... as características do circuito do qual ela faz parte. ............................................... ............................................... Para que se possa analisar um circuito elétrico é neces- ............................................... sário que se conheça a representação simbólica dos elemen- ............................................... tos empregados. ............................................... ............................................... Para facilitar o seu entendimento, vamos colocar antes ............................................... de cada circuito, um quadro com a simbologia a ser adotada e ............................................... seu significado correspondente. O comando manual estrela- ............................................... triângulo, pode ser representado de duas maneiras diferentes: ............................................... MULTIFILAR e UNIFILAR. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 26 SENAI-PR
- 11. Comecemos analisando a simbologia e a representação ............................................... ............................................... do circuito na forma MULTIFILAR. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... Vejamos a representação do circuito na forma ............................................... ............................................... MULTIFILAR. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 27 SENAI-PR
- 13. MOTORES DE MÚLTIPLAS VELOCIDADES ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 4.1. MOTOR TRIFÁSICO DE DUAS VELOCIDADES ............................................... COM DOIS ENROLAMENTOS. ............................................... ............................................... Cada enrolamento só tem três terminais, podemos concluir que internamente está ligado, em estrela ou triângulo. ............................................... ............................................... ............................................... Num mesmo motor, podemos ter os dois enrolamentos ............................................... ligados inteiramente em estrela ou, um ligado em estrela e o ............................................... outro em triângulo ou mesmo, os dois em triângulo. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... Em geral, os enrolamentos se apresentam com ligação interna em estrela. ............................................... ............................................... ............................................... No entanto, quanto a ligação interna for triângulo, temos ............................................... que ter um cuidado especial para abrir o seu circuito no mo- ............................................... mento em que o outro enrolamento for alimentado. Esse pro- ............................................... cedimento é realizado para evitar a circulação de correntes ............................................... induzidas. ............................................... ............................................... ............................................... 4.2. MOTOR TRIFÁSICO DE DUAS VELOCIDADES ............................................... COM UM ÚNICO ENROLAMENTO (DAHLANDER) ............................................... ............................................... Este tipo de motor, ao contrário do anterior, apresenta ............................................... apenas um enrolamento montado no estator, mas que, medi- ............................................... ante conveniente ligação interna, obtém-se duas polaridades ............................................... distintas e, conseqüentemente, duas velocidades. ............................................... ............................................... 29 SENAI-PR
- 14. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... No motor de duas velocidades com único enrolamento ............................................... os valores de velocidades, são, aproximadamente, um o do- ............................................... bro do outro. Assim, se na baixa velocidade tivermos 1770rpm, ............................................... na alta velocidade, teremos aproximadamente 3540rpm. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... A tensão e a frequência de alimentação deste tipo de ............................................... motor deve ser a mesma, tanto para baixa como para alta ve- ............................................... locidade. ............................................... ............................................... Normalmente este tipo de motor em sua caixa de ligação seis terminais e que são codificados por letras ou números. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 30 SENAI-PR
- 15. 4.3. CHAVES DE COMUTAÇÃO POLAR ............................................... ............................................... As chaves de comutação polar, em seu aspecto físico, ............................................... são muito semelhante aos tipos de chaves estudados até agora, ............................................... possuindo inclusive componentes que são comuns a todas ............................................... as chaves manuais para comando de motores trifásicos. Para ............................................... atender as exigências de comando de motores trifásicos de ............................................... múltiplos velocidades, as chaves de comutação polar manu- ............................................... ais possuem conexões internas e uma programação de con- ............................................... tatos móveis e fixos, compatíveis com a seqüência operacional ............................................... a ser realizada, proporcionando a seleção da velocidade de- ............................................... sejada, assim como o sentido de rotação. ............................................... ............................................... Os motores trifásicos de múltiplas velocidades devem ............................................... possuir um dispositivo de comando adequado as necessida- ............................................... des de operação em suas distintas velocidades, os dispositi- ............................................... vos de comando utilizados para realizar as alterações de velo- ............................................... cidades nos motores trifásicos de múltiplas velocidades são ............................................... as Chaves De Comutação Polar. ............................................... ............................................... ............................................... 4.4. CHAVES DE COMUTAÇÃO POLAR MANUAL ............................................... APARA COMANDO DE MOTOR TRÍFASICO DE ............................................... DUAS VELOCIDADE. ............................................... ............................................... As chaves de comutação polar manuais para motores ............................................... trifásicos de duas velocidades podem ser de dois tipos, confor- ............................................... me o número de enrolamentos do motor. Podemos, então, ter ............................................... uma chave de comutação polar para motor trifásco de duas ve- ............................................... locidades com dois enrolamentos separados e chaves para motor ............................................... trifásico de duas velocidades com um enrolamento tipo Dahlander. ............................................... Quando a chave de comutação polar for para motor trifásico de ............................................... duas velocidades com dois enrolamentos separados, na verda- ............................................... de teremos duas chaves comuns liga-desliga, agrupadas num ............................................... mesmo dispositivo de acionamento(eixo de cames) que atuam ............................................... independentemente uma da outra, conforme o acionamento, ............................................... ocorrendo então a velocidade baixa ou alta. ............................................... ............................................... Quando o motor trifásico de duas velocidades tiver ape- ............................................... nas um enrolamento (Dahlander), a programação dos conta- ............................................... ............................................... 31 SENAI-PR
- 16. tos é diferente, pois na posição 1 (primeira velocidade) deve ............................................... alimentar três dos terminais do enrolamento e quando na posi- ............................................... ção 2 (segunda velocidade) deve alimentar os outros três ter- ............................................... minais, desconectando a alimentação dos anteriores e colo- ............................................... cando-os em ponte. ............................................... ............................................... Como o enrolamento é único neste motor trifásico, a sua ligação interna é feita em triangulo. ............................................... ............................................... ............................................... Devido as suas características de funcionamento, quan- ............................................... do em baixa velocidade, o bolinado fica alimentado pelos ter- ............................................... minais 1, 2, e 3, ficando os terminais 4, 5, e 6, abertos, man- ............................................... tendo a ligação interna primitiva (Ä). ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... Observe que os terminais intermediários estão ............................................... desconectados da rede e separados. Para a alta rotação, são ............................................... conectados em estrela, os terminais 1, 2 e 3, sendo que a ............................................... alimentação do motor é realizada através dos terminais 4, 5, e ............................................... 6. Nesta situação, o enrolamento passa a ser conectado intei- ............................................... ramente em duplo-estrela. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 32 SENAI-PR
- 17. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 4.5. CHAVES DE COMUTAÇÃO POLAR MANUAL COM REVERSÃO PARA COMANDO DE MOTOR TRIFÁSICO DE DUAS VELOCIDADES. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... Nos motores de duas velocidades, em algumas situações de ordem operacional, se faz necessário, ainda, a inversão da rotação. Para possibilitar esta manobra, são utilizadas chaves de comando que, além de fazerem a comutação polar, também fazem a inversão do sentido de rotação, nas duas velocidades. Esse tipo de chave apresenta em sua estrutura jogos de contato em dobro, em relação às chaves de comutação polar simples, sem reversão, para comando de motor de duas velocidades. Poderíamos dizer que temos duas chaves de comutação polar em único corpo. A programação dos contatos é feita de modo que, se acionarmos o manípulo para um lado, teremos as duas velocidades mas com sentido de rota- ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ção inverso ao anterior. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 33 SENAI-PR