Guia Soft-Starter aplicações motores

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GUIA DE APLICAÇÃO DE SOFT-STARTERS
Série: SoftStarter
Idioma: Português
N º do Documento: XXXXXXXX
Modelos: XXX
Data da Publicação: 03/2009

Anexo 3 - Check-List para detalhamento da aplicação
2 | Guia de Aplicação Soft-Starter
11
AUTORIA
“Este ‘Guia de Soft-Starter’ foi escrito pelo Tecnólogo Rogério Ferraz, a quem coube a coordenação do trabalho
e a criação dos capítulos 1, 4, 5, 6, 7, 8 e anexo II, e pelo Engº. Enivaldo C. do Nascimento que atuou na criação
do capítulo 4.
Os capítulos 2 e 3 e os anexos I e III foram revisados pelos autores a partir do Guia do Inversores de Freqüência
da WEG.”

Indice
0ÍNDICE
INTRODUÇÃO
1.1 MÉTODOS DE PARTIDA DE MOTORES..............................................................................................1-1
1.2 MÉTODOS TRADICIONAIS DE PARTIDA DE MOTORES..................................................................1-2
1.2.1 Partida de motores com embreagens.......................................................................................1-2
1.2.2 Transmissão hidráulica...............................................................................................................1-2
1.2.3 Acoplamento Hidráulico.............................................................................................................1-2
1.2.4 Motor de Anéis............................................................................................................................ 1-3
1.2.5 Inversor de Freqüência como um Método de Partida............................................................ 1-5
COMO FUNCIONA UM MOTOR DE INDUÇÃO?
2.1 PRINCÍPIOS BÁSICOS DE FUNCIONAMENTO..................................................................................2-1
2.3.1 Torque x Velocidade................................................................................................................... 2-6
2.3.2 Corrente x Velocidade................................................................................................................ 2-6
2.4 POTÊNCIA E PERDAS......................................................................................................................... 2-6
2.5 CARACTERÍSTICAS DE TEMPERATURA – CLASSES DE ISOLAMENTO TÉRMICO.....................2-7
2.6 TEMPO DE ROTOR BLOQUEADO.......................................................................................................2-7
MÉTODOS DE COMANDO DE UM MOTOR DE INDUÇÃO
3.1 CATEGORIAS DE PARTIDA................................................................................................................. 3-1
3.2 FORMAS DE PARTIDAS...................................................................................................................... 3-2
3.3.1 Frenagem por contra-corrente................................................................................................. 3-8
3.3.2 Frenagem por injeção de corrente contínua (CC).................................................................. 3-9
3.4 VANTAGENS E DESVANTAGENS DOS MÉTODOS DE PARTIDA...................................................3-10
3.5 NBR-5410 REFERENTE A PARTIDA COM CORRENTE REDUZIDA...............................................3-11
6.5.3 Motores.......................................................................................................................................3-12
6.5.3.1 Generalidades.........................................................................................................................3-12
6.5.3.2 Limitação das perturbações devidas à partida de motores ............................................3-12
SOFT-STARTER
4.1 INTRODUÇÃO....................................................................................................................................... 4-1
4.1.1 Semicondutores e componentes eletrônicos.......................................................................... 4-1
4.1.2 A característica mais marcante dos tiristores........................................................................ 4-1
4.1.3 Introdução às válvulas de descarga a gás............................................................................... 4-1
4.1.4 Thyratron...................................................................................................................................... 4-2
4.1.5 SCR (Silicon Controlled Rectifier)............................................................................................. 4-3
4.1.6 Entendendo o disparo do SCR.................................................................................................. 4-4
4.3.1 Principais funções.....................................................................................................................4-12
4.3.2 Proteções....................................................................................................................................4-16
4.3.3 Acionamentos típicos...............................................................................................................4-16
PARÂMETROS DA SOFT-STARTER
5.2 PARÂMETROS DE REGULAÇÃO........................................................................................................ 5-3
5.3 PARÂMETROS DE CONFIGURAÇÃO................................................................................................. 5-8
5.4 PARÂMETROS DO MOTOR................................................................................................................5-14
5.5 ERROS E POSSÍVEIS CAUSAS..........................................................................................................5-16
DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER
6.1 INTRODUÇÃO....................................................................................................................................... 6-1
6.1.1 Definições..................................................................................................................................... 6-1
6.1.2 Relações básicas........................................................................................................................ 6-1
6.2 INTERAÇÃO ENTRE PROCESSO, MÁQUINA, MOTOR E ACIONAMENTO.................................... 6-3
6.2.1 A importância do processo/máquina....................................................................................... 6-3
6.2.2 Aplicação de acionamentos elétricos - Problemas típicos.................................................. 6-5
6.3 O QUE A CARGA REQUER.................................................................................................................. 6-6
6.3.1 Tipos de cargas........................................................................................................................... 6-6
6.3.2 O pico da carga........................................................................................................................... 6-7

Indice
0
6.3.3 ESTIMANDO CARGAS...................................................................................................................... 6-7
6.4.1 Categorias AC53a e AC53b........................................................................................................ 6-8
6.4.2 Capacidade térmica da Soft-Starter........................................................................................ 6-9
6.4.3 Corrente RMS num ciclo (IRMS
)..................................................................................................6-10
6.4.4 Casos especiais.........................................................................................................................6-12
6.4.5 Tempo de rotor bloqueado do motor......................................................................................6-13
6.4.6 Tempo de aceleração................................................................................................................6-14
6.5 AFUNDAMENTO DE TENSÃO OU QUEDA DE TENSÃO MOMENTÂNEA (VOLTAGE SAG / VOLTAGE
DIP).............................................................................................................................................................6-19
6.5.1 Conseqüências de uma queda de tensão momentânea...................................................... 6-22
6.5.2 Comentários sobre soluções contra queda de tensão momentânea................................ 6-22
6.5.3 Capacidade relativa da rede de alimentação........................................................................ 6-23
6.5.4 Comentários sobre a queda de tensão e a influência na partida do motor...................... 6-29
6.6 APLICAÇÕES TÍPICAS....................................................................................................................... 6-31
6.6.1 Máquinas com partidas leves.................................................................................................. 6-31
6.6.2 Máquinas com partidas severas.............................................................................................6-34
6.7 REGRAS PRÁTICAS DE DIMENSIONAMENTO...............................................................................6-40
INSTALAÇÃO DA SOFT-STARTER
7.1 INTRODUÇÃO........................................................................................................................................7-1
7.2 LIGAÇÃO PADRÃO, ENTRE A REDE E O MOTOR (“FORA” DA LIGAÇÃO DELTA DO MOTOR)....7-2
7.2.1 Chave seccionadora....................................................................................................................7-2
7.2.2 Fusíveis ou disjuntor....................................................................................................................7-2
7.2.3 Contator........................................................................................................................................7-2
7.2.4 Fiações de controle e interface Homem-Máquina (IHM)........................................................7-3
7.2.5 Correção de Fator de Potência..................................................................................................7-3
7.2.6 Aterramento..................................................................................................................................7-3
7.3 LIGAÇÃO DENTRO DO DELTA DO MOTOR....................................................................................... 7-4
7.3.1 Introdução.................................................................................................................................... 7-4
7.3.2 Exemplo de ligação com SSW-03 Plus dentro da ligação delta do motor...........................7-5
7.3.3 Ligação de terminais de motores com tensões múltiplas......................................................7-7
7.3.4 Possibilidades de ligação da SSW-03 Plus em função do fechamento do motor...............7-9
7.4 SSW-05 (MICRO SOFT-STARTER).....................................................................................................7-10
7.5 LIGAÇÃO DA SMV-01 (SOFT-STARTER PARA MÉDIA TENSÃO)...................................................7-13
LINHA DE SOFT-STARTER WEG .....................................................................................8-1
ANEXO 1 - CÁLCULO DO MOMENTO DE INÉRCIA DE MASSA
1. MOMENTO DE INÉRCIA DE FORMAS SIMPLES................................................................................ 9-1
2. TEOREMA DOS EIXOS PARALELOS.................................................................................................... 9-3
3. MOMENTO DE INÉRCIA DE FORMAS COMPOSTAS......................................................................... 9-3
4. MOMENTO DE INÉRCIA DE CORPOS QUE SE MOVEM LINEARMENTE........................................ 9-4
5. TRANSMISSÃO MECÂNICA.................................................................................................................. 9-4
6. EXEMPLOS DE CÁLCULOS DE MOMENTO DE INÉRCIA DE MASSA.............................................. 9-4
ANEXO 2 - SOFTWARE DE DIMENSIONAMENTO WEG - SDW
1. INTRODUÇÃO........................................................................................................................................10-1
2. COMO ACESSAR..................................................................................................................................10-1
3. COMO USAR......................................................................................................................................... 10-2
4. LIMITE DE RESPONSABILIDADE PELO USO DO SOFTWARE SDW.............................................10-16
ANEXO 3 - FOLHA DE DADOS PARA DIMENSIONAMENTO -
SOFT-STARTER
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Guia de Aplicação Soft-Starter | 1-1
Introdução
1
INTRODUÇÃO
É recorrente no desenvolvimento de nossa sociedade a necessidade de acelerar, manter em movimento e parar
máquinas.
Seja através de tração animal, sejam monjolos, moinhos de vento ou vapor, foram várias as soluções de que
nossos precursores lançaram mão para obter maior conforto, maior segurança. e para atingir melhores resultados
em suas atividades.
Figura 1.1: Moinho de Vento
O atual estado de desenvolvimento dos acionamentos elétricos concentra o resultado de um longo período de
tentativas e descobertas, em diversas áreas do conhecimento, para movimentar nossas máquinas cada vez mais
sofisticadas e exigentes.
A Soft-Starter hoje já é uma alternativa plenamente consolidada para partidas e paradas de motores trifásicos de
indução. A evolução dos processos e máquinas criou um ambiente propício ao acionamento suave, controlado
e com múltiplos recursos disponibilizados pelo controle digital.
Indo além, há uma maior consciência de que nossos recursos exigem conservação cuidadosa, o que faz da
Soft-Starter um equipamento em sintonia com o cenário energético atual, colaborando para o uso racional de
nossas instalações.
Temos a satisfação de reconhecer que o Brasil está muito bem representado nesta área por uma empresa nacional
cujo nome já é sinônimo de qualidade nos cinco continentes, a Weg.
Estamos certos de que este guia será de grande valia para os técnicos, engenheiros e empreendedores que,
conosco, trabalham para construir um futuro à altura das potencialidades do nosso país. Já é possível ver este
futuro.
1.1 MÉTODOS DE PARTIDA DE MOTORES
Conforme veremos no capítulo 2 (Funcionamento do motor de indução), picos de corrente e torque são
intrínsecos à partida com plena tensão do motor trifásico.
Na prática, muitas vezes deseja-se limitar o valor da corrente que será drenada da rede de alimentação a fim de
evitar:
1) distúrbios na rede ou
2) aumento da demanda de energia elétrica.
No caso dos distúrbios na rede, o objetivo é reduzir a queda de tensão (ou mesmo a sua interrupção). No caso
do aumento da demanda, deseja-se atender limites definidos junto às concessionárias de energia elétrica, uma
vez que o não atendimento destes limites é punido com a cobrança tarifas elevadas.
Embora, invariavelmente a redução da corrente seja acompanhada de uma redução do torque no motor, nem
sempre esta redução de torque é tida como prejudicial. Na verdade este é um dos aspectos que precisam ser
cuidadosamente ponderados a fim de obter-se o melhor dimensionamento do conjunto motor + sistema de
partida.

1-2 | Guia de Aplicação Soft-Starter
Introdução
1
1.2 MÉTODOS TRADICIONAIS DE PARTIDA DE MOTORES
Podemos agrupar os métodos de partida de motores trifásicos conforme segue:
1) Aqueles em que a tensão aplicada ao motor é a tensão plena da rede (partida direta)
2) Aqueles em que a tensão aplicada ao motor é a tensão plena, entretanto a ligação das bobinas do motor leva
a uma tensão menor em cada bobina (chaves estrela- triângulo e série- paralela)
3) Aqueles em que a tensão aplicada ao motor é efetivamente reduzida (chaves compensadoras e Soft-
Starter)
Os itens acima são abordados em maior profundidade nos capítulos seguintes.
1.2.1 Partida de motores com embreagens
O objetivo básico que leva a utilização de embreagens é permitir que durante a aceleração de motores assíncronos
a partida se dê praticamente a vazio e a corrente de partida tenha uma duração mínima, com vantagens para a
rede de alimentação e para o motor.
Por outro lado o motor poderá atingir seu conjugado máximo em processo momentâneo de desaceleração
(durante o acoplamento da embreagem), enquanto nos outros métodos este conjugado máximo será atingido
em plena aceleração.
A necessidade de manutenção e maior complexidade de montagem do conjunto mecânico são algumas das
restrições do uso de embreagens.
1.2.2 Transmissão hidráulica
Em um sistema de transmissão hidráulica, a energia é transferida empregando-se um fluído para controlar um
movimento linear ou um eixo de saída.
Há dois tipos principais de transmissão hidráulica:
1) hidrocinéticos (como acoplamentos hidráulicos), que utilizam a energia cinética de um fluído
2) hidrostáticos, que utilizam a energia de pressão do fluído.
1.2.3 Acoplamento Hidráulico
O princípio de funcionamento do acoplamento hidráulico pode ser explicado por analogia com um sistema
de bombeamento. Neste sistema uma bomba centrífuga de óleo (“parte motora”) é acionada por um motor
elétrico. Uma turbina (“parte movida”), cujo eixo aciona a máquina, é acionada através do óleo movimentado
pela bomba.
Tanto a “parte motora” quanto a “parte movida” compartilham um mesmo invólucro, sem conexão mecânica entre
elas. A energia é transmitida pelo fluído (óleo) entre as partes.
Desde o início do movimento do motor há uma tendência de movimento da “parte movida“ (eixo que aciona a
máquina). Quando o conjugado transmitido ao eixo que aciona a máquina se igualar ao conjugado resistente
inicia-se a aceleração da máquina.
Este é um método de partida historicamente associado a partida de cargas com inércia elevada, como moinhos
ou transportadores.
O gráfico a seguir ilustra a evolução do torque no eixo de saída do acoplamento.

Introdução
1
Figura 1.2: O acoplamento hidráulico segue o princípio das máquinas centrífugas: o torque transmitido ao eixo de saída é proporcional
ao quadrado da velocidade
Fisicamente, instala-se o acoplamento hidráulico entre o motor e a máquina
Figura 1.3: Exemplo de acoplamento hidráulico com montagem por polias
O acoplamento hidráulico necessita de manutenção para checagem do nível e carga de óleo, o que pode se
tornar um procedimento mais ou menos difícil em função da montagem (com polias, axial ao eixo do motor, com
redutores, etc).
Manutenção inadequada ou vazamento do óleo podem causar danos no sistema.
1.2.4 Motor de Anéis
Os motores de anéis caracterizam-se pela capacidade de alteração das curvas de conjugado e corrente através
da inserção de resistências externas ao circuito rotórico do motor.

Introdução
1
Figura 1.4: Exemplo de circuito de força de motor de anéis
Esta alteração das curvas do motor tornaram o uso do motor de anéis bastante conveniente para aceleração de
máquinas com alto conjugado resistente em baixas rotações, como pode-se observar na figura abaixo.

Introdução
1
Figura 1.5: Partida com motor de anéis. A inserção dos devidos resistores no circuito rotórico leva o torque máximo do motor ao instante
inicial de partida.
O motor de anéis também encontrou aplicação em máquinas que necessitam de alguma variação de velocidade
e redução na corrente de partida.
Entretanto, o uso de Inversores de Freqüência tem levado os motores de anéis a fazer parte apenas de situações
muito específicas.
Vale lembrar que o uso de Inversores para partidas de cargas com alto conjugado de partida merece cuidado
particular de dimensionamento. Deve-se levar em conta o ciclo de operação e a corrente solicitada com Inversor
no dimensionamento “térmico” do conjunto motor + inversor.
1.2.5 Inversor de Freqüência como um Método de Partida
Embora a principal função do Inversor de Freqüência seja a variação de velocidade, não é possível deixar de lado
suas virtudes no que tange à aceleração e parada de máquinas.
Em todos os métodos de partida, o que se procura são maneiras de lidar com os “transitórios” de partida
(elétricos e mecânicos), e, assim, alcançar com sucesso, e com o mínimo de distúrbio, o funcionamento estável
do sistema.
Figura 1.6: Curva torque versus rotação de um motor trifásico acionado por Inversor Vetorial. Desde que provido de meio de ventilação
adequada, o motor trifásico acionado por Inversor de Freqüência pode aplicar seu torque nominal mesmo em velocidades baixas
durante quanto tempo for necessário
Com o Inversor de Freqüência estes transitórios são praticamente eliminados, ou, pelo menos, são bastante
reduzidos.

Introdução
1
Por exemplo, em cargas com alta inércia, o torque e a rampa de aceleração podem ser ajustados da maneira que
se consiga a aceleração mais suave possível. Isto porque o Inversor de Freqüência “toma as rédeas” do sistema
desde os primeiros instantes da aceleração.
Quando se necessita de controle na desaceleração, com ou sem frenagem, também através do Inversor
encontramos o maior número de alternativas: tanto pode-se conseguir a parada e desaceleração suaves de uma
bomba, quanto torque de frenagem para a descida de uma carga (ponte rolante, guindaste).
Figura 1.7: Fundamental de uma fase na saída do inversor de freqüência durante um processo de aceleração seguido de desaceleração.
Com uma taxa de aumento de velocidade (rampa de aceleração) adequada, aliada a novas tecnologias de controle vetorial como o
Vectrue, pode-se praticamente eliminar os transitórios de partida em algumas aplicações.
Entretanto, convém frisar que cada máquina requer seus devidos cuidados no dimensionamento do Inversor e
eventuais acessórios (resistor de frenagem, tipo de retificador, etc).
Figura 1.8: Inversores de Freqüência série CFW-09. A baixa exigência de manutenção é um dos principais diferenciais dos Inversores de
Freqüência, assim como as Soft-Starters

Como Funciona um Motor de Indução?
2
COMO FUNCIONA UM MOTOR DE INDUÇÃO?
Para compreender o funcionamento da Soft-Starter e de um Inversor de Freqüência é de fundamental importância
entender primeiro como funciona um motor de indução. Para começar enunciaremos os princípios físicos básicos
da conversão de energia elétrica em energia mecânica.
2.1 PRINCÍPIOS BÁSICOS DE FUNCIONAMENTO
1. Uma corrente circulando por um condutor produz um campo magnético, representado na figura 2.1 pelas
linhas circulares chamadas de linhas de indução magnética. No centro da figura se encontra o condutor e as
linhas circulares em volta são uma representação gráfica do campo magnético gerado pela corrente.
Figura 2.1
2. Se um condutor é movimentado dentro de um campo magnético, aparecerá uma tensão induzida entre os
terminais do condutor, proporcional ao número de linhas de indução cortadas por segundo (figura 2.2). Se o
dito condutor forma um circuito fechado, circulará por ele uma corrente elétrica.
Figura 2.2

2
3. Dois condutores adjacentes (a e b) pelos quais está circulando uma corrente elétrica (ia e ib) produzem cada
um deles um campo magnético (Item 1). A interação entre estes dois campos magnéticos produzirá uma força
(F) de atração ou repulsão entre os condutores (figura 2.3), proporcional à corrente que circula por ambos
condutores e à distância (d) entre eles.
Figura. 2.3
4. Um bobinado polifásico, igual ao mostrado na figura 2.4, alimentado por um sistema de tensões trifásico (figura
2.5) produzirá um campo magnético girante (figura 2.6). Este princípio é similar ao visto na figura 2.1, com a
diferença que neste o campo magnético é estático.
Figura 2.4
Figura 2.5

2
Na figura 2.6, os pontos identificados com os números ... correspondem aos momentos em que a tensão
de uma das três fases é igual a zero. Desta maneira é mais fácil fazer a composição dos vetores de indução
magnética para cada instante. Na figura pode-se ver que a resultante destes vetores está girando (campo girante)
com uma velocidade proporcional a freqüência e ao número de pólos do motor.
Figura 2.6
5. A velocidade do campo girante descrito anteriormente, chamada de velocidade síncrona, é proporcional à
freqüência do sistema de tensões trifásico e ao número de pólos do bobinado.
Velocidade do campo girante [rpm]= (freqüência [1/s] x 120 ) / n° de pólos
6. Conjugado: O conjugado (também chamado de torque, momento ou binário) é a medida do esforço necessário
para girar um eixo. É sabido, pela experiência prática, que para levantar um peso por um processo semelhante ao
usado em poços de água – ver figura 2.7 – a força F que é preciso aplicar à manivela depende do comprimento
da manivela.
Quanto maior a manivela, menor será a força necessária.
Se dobrarmos o tamanho da manivela, a força F necessária será diminuída a metade. No exemplo da figura
2.7, se o balde pesa 20kgf e o diâmetro do tambor é 20 cm, a corda transmitirá uma força de 20 kgf na
superfície do tambor, isto é, a 0,1m (10cm) do centro do eixo.
Para contrabalançar esta força, precisamos de 10 kgf na manivela, se o comprimento “a” for 0,2 m (20cm).
Se “a” for o dobro, isto é 0,4 m, a força F será a metade, ou seja, 5kgf.
Como se vê, para medir o “esforço” necessário para fazer girar o eixo não basta definir a força empregada: é
preciso também dizer a que distância do eixo a força é aplicada. O “esforço” é medido pelo conjugado, que
é o produto F x a , da “força” pela “distância”.
No exemplo citado, o conjugado vale:
C = 20 kgf x 0,1 m = 10 kgf x 0,2 m = 5 kgf x 0,4 = 2mkgf

2
Figura 2.7
Os motores de indução mais utilizados na indústria são os chamados motores de gaiola trifásicos (figura 2.8 -
rotor e estator).
1
23
4
5
6
7
8
9
10
11
12
NÚCLEO DE
CHAPAS
BARRAS DE
ANÉIS DE
CURTO-CIRCUITO
NÚCLEO DE
CHAPAS
VENTILADOR
PROTEÇÃO
DO
VENTILADOR
CAIXA DE
LIGAÇÃO
TERMINAIS
EIXO
TAMPAS
CARCAÇA
ENTROLAMENTO
TRIFÁSICO
ROLAMENTOS
Figura 2.8
Estator: Carcaça (1), Núcleo de Chapas (2), Enrolamento trifásico (8)
Rotor: Eixo (7), Núcleo de chapas (3), Barras e anéis de curto-circuito (12)
Outras partes: Tampas (4), Ventilador (5), Proteção do ventilador (6), Caixa de ligação (9), Terminais (10),
Rolamentos (11).
Nestes motores o rotor é fabricado com espiras em curto-circuito formando uma verdadeira gaiola. O estator é
formado por três bobinas (bobinado trifásico), com pares de pólos em cada fase.

2
2.2 ANÁLISE DE FUNCIONAMENTO
Para análise de funcionamento pode-se considerar o motor de indução como um transformador, onde o
enrolamento primário deste transformador é formado pelo estator e o enrolamento secundário pelo rotor. O
próprio nome “motor de indução” se deve ao fato de que toda a energia requerida pelo rotor para a geração de
torque é “induzida” pelo primário do transformador (estator) no secundário (rotor).
Como existem dois campos magnéticos, um no estator e outro no rotor, e como descrito no item 3, aparecerá
uma força entre o rotor e o estator que fará com que o rotor gire, já que é o único que pode se movimentar pois
está montado sobre rolamentos, disponibilizando assim energia mecânica (torque) no seu eixo.
Para facilitar o entendimento do funcionamento do motor de indução dividiremos o estudo em três casos
hipotéticos:
Caso 1
Primeiramente consideraremos um motor de dois pólos com o “rotor bloqueado”, isto significa que através de
algum dispositivo mecânico impediremos que o eixo do motor (rotor) gire. Nesta condição, se aplicarmos tensão
trifásica com freqüência de 60Hz nos terminais do bobinado do estator, este produzirá um campo magnético
girante com velocidade de 3600 rpm (item 5). As linhas de indução deste campo magnético “cortarão” as espiras
do rotor com velocidade máxima induzindo assim a máxima tensão nas espiras do rotor, e como estas estão
em curto-circuito, circulará também a máxima corrente por elas. Como toda a energia produzida no rotor tem
de ser “induzida” pelo estator, circulará no bobinado do estator uma corrente elevada (6 a 8 vezes maior que a
corrente nominal do motor).
Se esta condição for mantida por mais que alguns segundos os fios do bobinado do estator irão esquentar
de forma indevida, podendo até danificar (queimar) o bobinado, pois não foram projetados para suportar esta
corrente por um período de tempo grande.
Caso 2
Agora vamos para o outro extremo. Vamos supor que o rotor do motor possa girar exatamente à velocidade de
3600 rpm. Neste caso as linhas de indução do campo magnético girante produzido pelo estator “não cortarão”
as espiras do rotor pois os dois estão girando com mesma velocidade. Sendo assim não haverá tensão induzida,
nem corrente, nem geração de campo magnético.
Para a produção de energia mecânica (torque) no motor é necessária a existência de dois campos magnéticos,
sendo assim, não haverá torque no eixo do motor.
Caso 3
Vamos supor agora que, nas mesmas condições do Caso 2, baixamos a velocidade do rotor do motor para 3550
rpm. O campo magnético girante tem uma velocidade de 3600 rpm, é assim que as linhas de indução do campo
magnético girante do estator “cortarão” as espiras do rotor com uma velocidade de 50 rpm (3600 rpm – 3550 rpm
= 50 rpm), produzindo uma tensão e uma corrente induzida no rotor. A interação entre os dois campos magnéticos,
o do estator e o do rotor, produzirão uma força, que pela sua vez produzirá torque no eixo do motor.
A diferença entre a velocidade síncrona (3600 rpm) e a velocidade do rotor é conhecida como
“escorregamento”.
Escorregamento = velocidade síncrona – velocidade do rotor
(Ns
– N)
S =
Ns
Descritas estas três condições, podemos agora imaginar o que acontece na prática com nosso motor de
indução.
Na partida acontece algo similar ao descrito no caso 1, mas na prática a diferença do rotor bloqueado do caso
1 nosso motor pode girar livremente. Sendo assim circulará no bobinado do estator uma corrente elevada (6 a 8
vezes maior que a corrente nominal do motor) que diminuirá a medida que a velocidade do motor aumenta.
Quando a velocidade do rotor se aproxima da velocidade síncrona (caso 2) o torque produzido diminuirá, fazendo
diminuir também a velocidade do rotor. Existirá então um ponto de equilíbrio entre a carga do motor e a velocidade
do rotor (caso 3).
Se a carga no eixo do motor aumenta, a velocidade do rotor tenderá a diminuir, e o escorregamento aumentará.
Se o escorregamento aumenta a velocidade com que as linhas de indução do campo magnético do rotor
“cortam” o estator aumentará, aumentando também a tensão e corrente induzida no rotor. Se a corrente é
maior, o campo magnético gerado por esta também será maior, aumentando assim o torque disponível no eixo
do motor, chegando novamente numa condição de equilíbrio. Se o torque requerido pela carga é maior que o

2
nominal do motor, e se esta condição é mantida por muito tempo, a corrente do motor será maior que a nominal
e o motor será danificado.
2.3 CURVAS CARACTERÍSTICAS DO MOTOR DE INDUÇÃO
2.3.1 Torque x Velocidade
É a curva que mostra a relação entre o torque desenvolvido pelo motor e a sua rotação. Na partida, quando o
motor é ligado diretamente à rede, o torque (torque de partida) será de aproximadamente 2 a 2,5 vezes o torque
nominal, diminuindo a medida que a velocidade aumenta até atingir um valor de 1,5 a 1,7 do torque nominal a
aproximadamente 30% da velocidade nominal. A medida que a velocidade aumenta o torque aumenta novamente
até atingir o seu valor máximo (80% da velocidade nominal) chegando a seu valor nominal na velocidade nominal.
Como mostra a curva (linha cheia) da figura 2.9.
2.3.2 Corrente x Velocidade
É a curva (linha tracejada da figura 2.9) que mostra a relação entre a corrente consumida pelo motor em função
da sua velocidade. A figura mostra que na partida, quando o motor é ligado diretamente à rede, a corrente que
circula por ele será 5 a 6 vezes maior que a corrente nominal, diminuindo a medida que a velocidade aumenta
até atingir um valor estacionário determinado pela carga acoplada ao motor. Se a carga for a nominal a corrente
será também a corrente nominal.
Figura 2.9: Curva Torque x Velocidade e Corrente x Velocidade para motores de indução de rotor em gaiola alimentados com tensão e
freqüência constantes
2.4 POTÊNCIA E PERDAS
Na placa de identificação do motor existe um parâmetro chamado de rendimento e identificado pela letra grega η.
Este parâmetro é uma medida da quantidade de potência elétrica transformada pelo motor em potência mecânica.
A potência transmitida à carga pelo eixo do motor é menor que a potência elétrica absorvida da rede, devido às
perdas no motor. Essas perdas podem ser classificadas em:
„„ perdas no enrolamento estatórico (perdas no cobre);
„„ perdas no rotor;
„„ perdas por atrito e ventilação;
„„ perdas magnéticas no núcleo (perdas no ferro);

2
2.5 CARACTERÍSTICAS DE TEMPERATURA – CLASSES DE ISOLAMENTO TÉRMICO
Sendo o motor de indução uma máquina robusta e de construção simples, a sua vida útil depende quase
exclusivamente da vida útil da isolação do bobinado e da vida mecânica dos rolamentos. Vida útil da isolação
refere-se ao envelhecimento gradual do isolante, não suportando mais a tensão aplicada e produzindo curto-
circuito entre as espiras do bobinado.
Para fins de normalização, os materiais isolantes e os sistemas de isolamento (cada um formado pela combinação
de vários materiais) são agrupados em CLASSES DE ISOLAMENTO, cada qual definida pelo respectivo limite de
temperatura, ou seja, pela maior temperatura que o material pode suportar continuamente sem que seja afetada
sua vida útil. As classes de isolamento utilizadas em máquinas elétricas e os respectivos limites de temperatura
conforme norma NBR-7094, são mostradas na tabela a seguir:
Tabela 2.1: Classes de isolamento
CLASSE TEMPERATURA (°C)
A 105
E 120
B 130
F 155
H 180
As classes B e F são as freqüentemente utilizadas.
O sistema de isolamento convencional dos motores, que tem sido utilizado com sucesso em todos os casos
de alimentação com fontes senoidais tradicionais (50/60Hz) pode não atender os requisitos necessários se
os mesmos forem alimentados por outro tipo de fonte. É o caso dos motores alimentados por inversores de
freqüência. Atualmente, com a utilização generalizada destes equipamentos, o problema do rompimento da isolação
provocado pelos altos picos de tensão decorrentes da rapidez de crescimento dos pulsos gerados pelo inversor,
bem como a alta freqüência com que estes são produzidos, obrigou a implementar melhorias no isolamento dos
fios e no sistema de impregnação, afim de garantir a vida dos motores. Estes motores com isolamento especial
são chamados de ”Inverter Duty Motors”.
2.6 TEMPO DE ROTOR BLOQUEADO
Tempo de rotor bloqueado é o tempo necessário para que o enrolamento da máquina, quando percorrido pela
sua corrente de partida, atinja a sua temperatura limite, partindo da temperatura em condições nominais de
serviço e considerando a temperatura ambiente no seu valor máximo.
Este tempo é um parâmetro que depende do projeto da máquina. Encontra-se normalmente no catálogo ou na
folha de dados do fabricante. A tabela abaixo mostra os valores limites da temperatura de rotor bloqueado, de
acordo com as normas NEMA e IEC.
Tabela 2.2: Temperatura limite de rotor bloqueado
CLASSE DE
ISOLAMENTO
TEMPERATURA MÁXIMA (°C)
∆Tmáx(°C)
NEMA MG1.12.53 IEC 79.7
B 175 185 80
F 200 210 100
H 225 235 125
Para partidas com tensão reduzida o tempo de rotor bloqueado pode ser redefinido como segue:
trb
= tb
x ( Un
/ Ur
)2
Onde:
trb
= Tempo de rotor bloqueado com tensão reduzida
tb
= Tempo de rotor bloqueado à tensão nominal
Un
= Tensão nominal
Ur
= Tensão reduzida

2
Outra forma de se redefinir o tempo de rotor bloqueado é através da utilização da corrente aplicada ao motor,
como segue:
Ipn
trb
= tb
. ( )2
Ipc
Onde:
trb
= Tempo de rotor bloqueado com corrente reduzida
tb
= Tempo de rotor bloqueado à corrente nominal
Ipn
= Corrente de partida direta do motor
Ipc
= Corrente de partida do motor com corrente reduzida
Geralmente, Ipn
é obtido de catálogos e possui o valor em torno de 6 a 8 vezes a corrente nominal do motor, e
Ipc
depende do método de partida do motor. Se por exemplo esta partida for do tipo estrela-triângulo o valor da
corrente será de aproximadamente 1/3 da corrente de partida.

Métodos de Comando de um Motor de Indução
3
MÉTODOS DE COMANDO DE UM MOTOR DE INDUÇÃO
Os métodos de comando de um motor de indução, são implementados com equipamentos eletromecânicos,
elétricos e eletrônicos. Estes equipamentos permitem acelerar (partir) e desacelerar (frenar) o motor de acordo
com requisitos impostos pela carga, segurança, concessionárias de energia elétrica, etc.
3.1 CATEGORIAS DE PARTIDA
Conforme as suas características de torque em relação à velocidade e corrente de partida, os motores de indução
trifásicos com rotor de gaiola, são classificados em categorias, cada uma adequada a um tipo de carga. Estas
categorias são definidas em norma (NBR 7094), e são as seguintes:
a) Categoria N
Constituem a maioria dos motores encontrados no mercado e prestam-se ao acionamento de cargas normais,
como bombas, máquinas operatrizes, e ventiladores.
b) Categoria H
Usados para cargas que exigem maior torque na partida, como peneiras, transportadores carregadores, cargas
de alta inércia, britadores, etc.
c) Categoria D
Usados em prensas excêntricas e máquinas semelhantes, onde a carga apresenta picos periódicos. Usados
também em elevadores e cargas que necessitam de torques de partida muito altos e corrente de partida
limitada.
Tabela 3.1: Características das categorias de partida direta
Categorias de
partida
Torque de partida
Corrente de
partida
Escorregamento
N Normal Normal Baixo
H Alto Normal Baixo
D Alto Normal Alto
As curvas torque x velocidade das diferentes categorias estão mostradas na figura 3.1.
Figura 3.1: Curvas características de torque em função da categoria do motor (partida direta)

3
3.2 FORMAS DE PARTIDAS
„„ Partida Direta
A maneira mais simples de partir um motor de indução é a chamada partida direta, aqui o motor é ligado à
rede diretamente através de um contator (ver figura 3.2). Porém, deve-se observar que para este tipo de partida
existem restrições de utilização. Como já foi visto anteriormente, a corrente de partida de um motor de indução
quando ligado diretamente à tensão da rede é 5 a 8 vezes maior que a corrente nominal. Por este motivo, e
fundamentalmente para motores de grande porte, a partida direta não é utilizada.
Figura 3.2: Partida direta

3
„„ Partida Estrela-Triângulo (Y- ∆)
Este tipo de partida só pode ser utilizado em motores que possuam ligação em dupla tensão (por exemplo 3 x
380 V e 3 x 220 V). A menor tensão deverá ser igual à tensão de rede e a outra 1,73 vezes maior. (Ex.: 220/380V,
380/660V). Esta partida é implementada com dois contatores como mostra a figura 3.3. Na partida o motor é
ligado na conexão de maior tensão, isto possibilita uma redução de até 1/3 da corrente de partida do motor,
como mostra a figura 3.4.
A partida estrela-triângulo poderá ser usada quando a curva de torque do motor for suficientemente elevada para
que possa garantir a aceleração da máquina com a corrente reduzida, ou seja, o torque resistente da carga não
deverá ser superior ao torque do motor quando o motor estiver em estrela.
Figura 3.3: Partida estrela-triângulo
Figura 3.4: Curva característica de torque e corrente, motor com partida estrela-triângulo

3
„„ Partida Eletrônica (Soft-Starter)
Será abordada em profundidade no capítulo a seguir.
Figura 3.5: Curva característica de torque e corrente, motor com partida suave (soft-starter)
Além da vantagem do controle da corrente durante a partida, a chave eletrônica apresenta, também, a vantagem
de não possuir partes móveis.
Ainda, como um recurso adicional, a soft-starter apresenta a possibilidade de efetuar a desaceleração suave
das cargas de baixa inércia.
„„ Partida SÉRIE-PARALELO
Este tipo de partida só pode ser utilizado em motores que possibilitam a ligação em dupla tensão.
A menor das duas tensões deve ser igual a tensão da rede e a outra deve ser o dobro.
Por exemplo: 220V- 440V e 380V-760V (mais comuns), ou outros valores de tensão de rede, seguindo a mesma
regra: 230V-460V, etc.
Para tanto, o motor deve dispor de 9 ou 12 terminais de ligação, para permitir as ligações triângulo série-paralelo
(figuras 3.6 e 3.7) ou estrela série-paralelo (figuras 3.8 e 3.9).

3
Figura 3.6: Ligação triângulo série: apta a receber ligação superior, entretanto aplica-se tensão reduzida: este é o princípio de
funcionamento da “série-paralelo”
Figura 3.7: Ligação triângulo paralelo: apta a receber tensão reduzida, e efetivamente aplicando-se tensão reduzida: o motor desenvolve
suas características nominais
Figura 3.8: Ligação estrela série: apta a receber ligação superior, entretanto aplica-se tensão reduzida, conforme o princípio de
funcionamento da “série paralelo”
Figura 3.9: Ligação estrela paralelo: apta a receber tensão reduzida, e efetivamente aplicando-se tensão reduzida: o motor desenvolve
suas características nominais

3
No momento da partida a corrente fica reduzida para 25 a 33% da corrente de partida direta, entretanto o mesmo
ocorre com o torque, restringindo o uso desta chave para partidas em vazio.
Figura 3.10: Chave série paralelo, usando nove cabos do motor
„„ Partida compensadora
Esta chave de partida alimenta o motor com tensão reduzida em suas bobinas, na partida.
A redução de tensão nas bobinas (apenas durante a partida) é feita através da ligação de um autotransformador
em série com as mesmas.
Após o motor ter acelerado as bobinas passam a receber tensão nominal.
A redução de corrente depende do TAP em que o autotransformador estiver ligado.
TAP 65%: Redução para 42% do seu valor de partida direta
TAP 80%: Redução para 64% do seu valor de partida direta
A chave de partida compensadora pode ser usada para motores que partem com alguma carga. O conjugado
resistente deve ser inferior ao conjugado disponibilizado pelo motor durante a partida com tensão reduzida pela
compensadora.
Os motores podem ter tensão única e, apenas, três cabos disponíveis.

3
Figura 3.11: Curvas características do motor trifásico partindo com chave compensadora, TAP 85%
Figura 3.12: Partida compensadora

3
3.3 FRENAGEM
Os motores de indução possibilitam várias formas de frenagem, isto é, onde se tem s < 0 e o motor opera com
características de gerador. A seguir apresentaremos dois métodos de frenagem elétrica.
3.3.1 Frenagem por contra-corrente
Obtém-se a frenagem por contra-corrente através da inversão de duas fases da tensão de alimentação do
enrolamento estatórico (ver figura 3.14), para reverter a direção de rotação do campo girante do motor com o
mesmo girando ainda na direção inicial. Dessa forma, a rotação do rotor fica agora contrária a um torque que
atua em direção oposta (ver figura 3.13) e começa a desacelerar (frenar). Quando a velocidade cai a zero o motor
deve ser desenergizado, caso contrário, passará a funcionar em sentido oposto. Para este tipo de frenagem, as
correntes induzidas nos enrolamentos rotóricos são de freqüências altas (duas vezes a freqüência estatórica) e de
elevada intensidade, pois o torque desenvolvido pelo motor é elevado, onde há a absorção de potência elétrica
da rede com corrente maior que a nominal, acarretando em um sobreaquecimento do motor.
Figura 3.13: Curva de torque x rotação na frenagem por contra-corrente
Figura 3.14: Frenagem por contra-corrente

3
3.3.2 Frenagem por injeção de corrente contínua (CC)
É obtida através da desconexão do estator da rede de alimentação e da posterior conexão a uma fonte de
corrente contínua (ver figura 3.16). A corrente contínua enviada ao enrolamento estatórico estabelece um fluxo
magnético estacionário cuja curva de distribuição tem uma fundamental de forma senoidal. A rotação do rotor em
seu campo produz um fluxo de corrente alternada no mesmo, o qual também estabelece um campo magnético
estacionário com respeito ao estator. Devido à interação do campo magnético resultante e da corrente rotórica,
o motor desenvolve um torque de frenagem (ver figura 3.15) cuja magnitude depende da intensidade do campo,
da resistência do circuito rotórico e da velocidade do rotor.
Figura 3.15: Curva de torque x rotação durante a frenagem CC
Na prática, a frenagem CC tem sua aplicação limitada devido ao fato de que toda a energia de frenagem é dissipada
no próprio motor, podendo causar sobreaquecimento excessivo no mesmo. Assim, para não comprometer a
vida útil do motor, utiliza-se a frenagem CC com tensões contínuas limitadas a aproximadamente 20% da tensão
nominal CA do motor.
Figura 3.16: Frenagem por injeção de CC

3
3.4 VANTAGENS E DESVANTAGENS DOS MÉTODOS DE PARTIDA
„„ Partida Direta
Vantagens
„„ Menor custo de todas
„„ Muito simples de implementar
„„ Alto torque de partida
Desvantagens
„„ Alta corrente de partida, provocando queda de tensão na rede de alimentação. Em função disto pode provocar
interferência em equipamentos ligados na mesma instalação
„„ É necessário sobredimensionar cabos e contatores
„„ Limitação do número de manobras/hora
„„ Picos de torque
„„ Estrela-Triângulo
Vantagens
„„ Custo reduzido
„„ A corrente de partida é reduzida a 1/3 quando comparada com a partida direta
„„ Não existe limitação do número de manobras/hora
Desvantagens
„„ Redução do torque de partida a aproximadamente 1/3 do nominal
„„ São necessários motores com seis bornes
„„ Caso o motor não atingir pelo menos 90% da velocidade nominal, o pico de corrente na comutação de estrela
para triângulo é equivalente ao da partida direta
„„ Em casos de grande distância entre motor e chave de partida, o custo é levado devido a necessidade de
seis cabos.
„„ Soft-Starter
Terá suas vantagens e desvantagens abordadas em profundidade no capítulo a seguir.
„„ PARTIDA SÉRIE-PARALELO
Vantagens
„„ Custo reduzido
„„ A corrente de partida é reduzida a ¼ quando comparada com a partida direta
Desvantagens
„„ Redução do torque de partida a aproximadamente ¼ do torque de partida nominal
„„ São necessários motores com pelos menos nove bornes (ou seja, capacidade de fechamento das bobinas
para tensão igual à duas vezes a tensão da rede)
„„ Caso o motor não atingir pelo menos 90% da velocidade nominal, o pico de corrente na comutação da ligação
é equivalente ao da partida direta
„„ Em casos de grande distância entre motor e chave de partida, o custo é elevado devido a necessidade de
nove cabos.
„„ Partida compensadora
Vantagens
„„ Capacidade de partir com alguma carga
„„ Possibilidade de algum ajuste de tensão de partida, selecionando (conectando) o TAP no transformador
„„ Necessário apenas três terminais disponíveis no motor
„„ Na passagem da tensão reduzida para a tensão da rede, o motor não é desligado e o segundo pico é bem
reduzido

3
Desvantagens
„„ Tamanho e peso do autotransformador
„„ Número de partidas por hora limitado
„„ Custo adicional do autotransformador
3.5 NBR-5410 REFERENTE A PARTIDA COM CORRENTE REDUZIDA
A NBR 5410 de novembro de 1997, no item referente a motores elétricos, orienta sobre a corrente de partida de
motores e a necessidade de se reduzir a corrente de partida dos motores elétricos a fim de se evitar perturbações
na rede.
Figura 3.17: NBR-5410 (reprodução de fotocópia)

3
Abaixo segue transcrição do texto da NBR 5410, item 6.5.3
6.5.3 Motores
6.5.3.1 Generalidades
As cargas constituídas por motores elétricos apresentam peculiaridades que as destinguem das demais.
a) A corrente absorvida durante a partida é muito maior que a de funcionamento normal em carga;
b) A potência absorvida em funcionamento é determinada pela potência mecânica no eixo solicitada pela
carga acionada, o que pode resultar em sobrecarga na rede de alimentação se o motor não for protegido
adequadamente.
Em razão destas peculiaridades, a instalação de motores, além das demais prescrições desta Norma, deve
atender às prescrições seguintes.
6.5.3.2 Limitação das perturbações devidas à partida de motores
Para evitar perturbações inaceitáveis na rede de distribuição na própria instalação e nas demais cargas ligadas
a instalação de motores deve-se:
a) Observar as limitações impostas pela concessionária local referentes a partida de motores;
NOTA: Para partida direta de motores com potência acima de 3,7kW (5CV), em instalações alimentadas por
rede de distribuição pública em baixa tensão, deve ser consultada a concessionária local.
b) Limitar a queda de tensão nos demais pontos de utilização, durante a partida do motor, aos valores
estipulados em 6.2.6.1.
Para obter conformidade às limitações descritas nas alíneas a) e b) anteriores, pode ser necessário
o uso de dispositivos de partida que limitem a corrente absorvida durante a partida.
NOTA!
Em instalações contendo muitos motores, pode ser levado em conta a probabilidade de partida
simultânea de vários motores.
Como pode ser observado no texto acima, a redução da corrente de partida de motores é uma necessidade
prevista em norma.
Dentre as diversas formas de redução da corrente de partida, trataremos nos capítulos seguintes da forma mais
eficaz, e com excelente relação custo/benefício para a maioria das aplicações: a partida de motores através da
SOFT-STARTER.

Soft-Starter
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SOFT-STARTER
4.1 INTRODUÇÃO
Entender o funcionamento da Soft-Starter é importante para construir uma base sólida de conhecimentos, a partir
da qual o usuário do equipamento poderá desenvolver sua capacidade de aplicação do produto.
Vamos abordar com especial atenção o principal componente de força da Soft-Starter: o SCR – Silicon Controlled
Rectifier. Entender o funcionamento do SCR é boa parte do entendimento do funcionamento da Soft-Starter.
Adotaremos a seguir uma seqüência de raciocínio baseada em analogias com outros fenômenos, e com outros
componentes, permitindo assim o entendimento do funcionamento do SCR.
4.1.1 Semicondutores e componentes eletrônicos
Um material semicondutor, como o silício, é um elemento com capacidade intermediária de condução de corrente,
ou seja, sua capacidade natural de permitir fluxo de corrente elétrica é intermediária entre aquela de um condutor
propriamente dito e aquela de um material isolante.
A maneira como um semicondutor lidará com cargas elétricas depende de como foram adicionadas impurezas
a sua composição, processo este chamado de dopagem. Existem dois tipos de dopagem: P e N, e cada uma
delas têm comportamento complementar no que diz respeito à condução de cargas elétricas.
Exemplificando: o diodo, é um componente eletrônico que possui duas diferentes partes de semicondutor,
formando um junção P-N. As propriedades de condução são tais que fazem o diodo permitir o fluxo de corrente
elétrica somente em um sentido, situação esta definida como diretamente polarizado. O mesmo diodo, porém
polarizado inversamente tem o comportamento de um isolante.
As condições que desencadeiam o comportamento elétrico de um componente eletrônico variam com o nível de
tensão ou corrente, a presença de um sinal elétrico de estimulo externo ou até mesmo por luz visível, infravermelho,
etc.
4.1.2 A característica mais marcante dos tiristores
Tiristores são componentes que exibem uma propriedade marcante: de maneira geral, ele não retorna ao seu
estado original depois que a causa da sua mudança de estado tenha desaparecido.
Uma analogia simples é a ação mecânica de um interruptor de luz: quando o interruptor é pressionado, ele muda
de posição e permanece assim mesmo depois do estímulo do movimento ter desaparecido (ou seja, mesmo
depois de tirar a mão do interruptor).
Em contraste, um botão de campainha volta a sua posição original após cessar o estímulo externo.
Transistores bipolares e IGBTs, também não “travam” em um determinado estado após terem sido estimulados
por um sinal de corrente ou tensão: para qualquer sinal de entrada o transistor exibirá um comportamento previsível
conforme sua curva característica.
Voltando aos Tiristores: eles são componentes semicondutores que tendem a permanecer ligados, uma vez
ligados, e tendem a permanecer desligados, uma vez que tenham sido desligados. Um evento momentâneo é
capaz de ligá-los ou desligá-los, e assim eles permanecerão por conta própria, mesmo que a causa de mudança
de estado tenha sido eliminada.
Antes de analisar o tiristor propriamente dito, é interessante analisarmos seu precursor histórico: as válvulas
de descarga a gás.
4.1.3 Introdução às válvulas de descarga a gás
Uma tempestade é uma oportunidade de presenciar fenômenos elétricos interessantes.
A ação do vento e da chuva acumula cargas elétricas estáticas entre as nuvens e a terra, e entre as próprias
nuvens. A diferença de carga manifesta-se como altas tensões, e quando a resistência elétrica do ar não pode
mais suportar esta alta tensão, ocorrem surtos de corrente entre pólos de carga elétrica oposta, o que chamamos
de relâmpagos, raios ou descargas atmosféricas.

Soft-Starter
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Figura 4.1: Descarga atmosférica
Sob condições normais o ar tem uma tremenda resistência elétrica. Genericamente sua resistência é tratada
como infinita. Sob presença de água e/ou poeira sua resistência diminui, mas permanece um bom isolante para a
maioria das situações. Quando um nível suficientemente alto de tensão é aplicado através de uma distância de ar,
entretanto, suas propriedades elétricas são alteradas: elétrons são arrancados de suas posições normais em torno
do núcleo de seus átomos, e são liberados para constituir corrente elétrica. O ar nesta situação é considerado
ionizado, recebe a denominação de plasma, e tem resistência elétrica bem menor que o ar.
Conforme a corrente elétrica se movimenta pelo ar, energia é dissipada na forma de calor, o que mantém o ar em
estado de plasma, cuja baixa resistência favorece a manutenção do raio mesmo após alguma redução da tensão.
O relâmpago persiste até que a tensão caia abaixo de um nível insuficiente para manter corrente suficiente para
dissipar calor. Finalmente, não há calor para manter o ar em estado de plasma, que volta ao normal, deixa de
conduzir corrente e permite que a tensão aumente novamente.
Observe como o ar se comporta neste ciclo: quando não está conduzindo, ele permanece um isolante até que a
tensão ultrapasse um nível crítico. Então, uma vez que ele muda de estado, ele tende a permanecer um condutor
até que a tensão caia abaixo de um nível mínimo. Este comportamento, combinado com a ação do vento e chuva,
explica a existência dos raios como breve descargas elétricas.
4.1.4 Thyratron
Nas válvulas thyratron pode-se observar comportamentos semelhantes à do ar durante a ocorrência de um
relâmpago, com a diferença de que a válvula pode ser disparada por um pequeno sinal.
O thyratron é essencialmente uma válvula preenchida com gás, que pode conduzir corrente com uma pequena
tensão de controle aplicada entre o grid e o cátodo, e desligado reduzindo-se a tensão plate-catodo.
“grid”
“plate”
“cátodo”
Figura 4.2: Circuito de controle simplificado do thyratron
No circuito visto acima a válvula thyratron permite corrente através da carga em uma direção (note a polaridade
através da carga resistiva) quando disparado pela pequena tensão DC de controle conectada entre grid e
cátodo.

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O “pontinho” dentro do circulo do símbolo esquemático indica preenchimento com gás, em oposição ao vácuo
verificado em outras válvulas.
Observe que a fonte de alimentação da carga é alternada, o que dá uma dica de como o thyratron desliga após
ter sido disparado: uma vez que a tensão AC periodicamente passa por zero volt a cada meio ciclo, a corrente
será interrompida periodicamente.
Esta breve interrupção permite à válvula resfriar e retornar a seu estado “desligado”. Condução de corrente pode
prosseguir apenas se há tensão suficiente aplicada pela fonte AC e se a tensão DC de controle permitir.
Um osciloscópio indicaria a tensão na carga conforme figura 4.3:
Figura 4.3
Enquanto a fonte de tensão sobe, a tensão na carga permanece zero, até que o valor de threshold voltage seja
atingido.
Neste ponto a válvula começa a conduzir, seguindo a tensão da fonte até a próxima fase do ciclo. A válvula
permanece em seu estado “ligado”, mesmo após a tensão reduzir-se abaixo do valor de disparo (threshold
voltage). Como os thyratron são one-way, não há condução no ciclo negativo. Em circuitos práticos, poder-se-ia
arranjar vários thyratron para formar um retificador de onda completa.
Thyratrons tornaram-se obsoletos com o surgimento dos tiristores, exceto para algumas aplicações muito especiais,
devido a possibilidade de thyratrons lidar com valores altíssimos de tensão e corrente.
4.1.5 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
Partiremos da representação do SCR para iniciar nossa explanação:
Figura 4.4
Representado da maneira acima o SCR assemelha-se a dois transistores bipolares interligados, um PNP e outro
NPN.
Há três maneiras de “dispará-lo”:
„„ com uma variação brusca de tensão
„„ ultrapassando-se um limite de tensão
„„ aplicando-se a tensão entre gate e cátodo.

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A última maneira é, na prática, a única desejada. Os SCRs normalmente são escolhidos com valor de tensão de
breakover bem superior a tensão esperada no circuito.
O circuito de teste de um SCR é excelente para entender sua operação.
Figura 4.5: Circuito de teste do SCR
Uma fonte DC é usada para energizar o circuito, e dois botões com retorno são usados para “disparar” e para
“desenergizar” o SCR.
Pressionado o botão “liga” conecta-se o gate ao ânodo, permitindo corrente de um terminal da bateria através
da junção PN do cátodo- gate, através do contato do botão, da carga resistiva e de volta ao outro terminal da
bateria.
Esta corrente de gate deve ser suficiente para o SCR “selar” na posição ligado. Mesmo soltando o botão, o SCR
deve permanecer conduzindo.
Pressionar o botão desliga (normalmente fechado) corta a corrente e força o SCR desligar.
Se neste teste o SCR não “selar” o problema pode ser o valor ôhmico da carga. O SCR necessita de um valor
mínimo de corrente de carga para permanecer conduzindo.
A maioria das aplicações para o SCR são controle em AC, apesar dos SCR serem inerentemente DC
(unidirecionais).
Se é necessário um circuito bidirecional, vários SCR podem ser usados (um ou mais em cada direção) para lidar
com a corrente de ambas fases do ciclo, positiva e negativa.
O principal motivo do uso do SCR em circuitos de força AC é a sua resposta à onda AC: trata-se deu um
componente que permanece conduzindo (como o thyratron, seu precursor) uma vez estimulado e até que a
corrente da carga passe por zero.
4.1.6 Entendendo o disparo do SCR
Conectando-se o devido circuito de controle ao gate do SCR nós podemos cortar a senóide em qualquer ponto
para conseguir controlar a energia entregue à carga.
Tomemos o seguinte circuito como exemplo.
Figura 4.6: Fonte AC, SCR e carga resistiva ligados em série
Aqui o SCR é inserido em um circuito para controlar energia de uma fonte AC fornecida à carga. Sendo unidirecional,
no máximo poderemos entregar meia onda à carga, entretanto, para demonstrar o conceito básico de controle,
este circuito é mais fácil do que um para controle de toda a senóide, que exigiria dois SCR.

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Sem disparar o gate, e com fonte AC abaixo do valor de breakover, o SCR nunca começará a conduzir.
Conectar o gate ao ânodo através de um diodo normal, disparará o SCR quase imediatamente no início de
qualquer fase positiva do ciclo.
Figura 4.7: Gate conectado ao ânodo através de diodo
Pode-se, entretanto, atrasar-se o disparo inserindo-se alguma resistência no circuito de disparo do gate,
incrementando assim a quantidade de tensão necessária para provocar o disparo. Em outras palavras, se
dificultarmos para os elétrons transitarem através do gate, a tensão AC terá de alcançar um valor mais alto até
que haja corrente para ligar o SCR.
Resultado:
Figura 4.8: Resistência inserida ao circuito de gate
Com a meia onda cortada em um nível mais elevado pelo disparo “atrasado” do SCR, a carga recebe menos
energia, uma vez que a carga fica conectada à fonte por um tempo menor.
Tornando variável o resistor do gate, pode-se fazer ajustes à energia fornecida:

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Figura 4.9: Variando a resistência, variamos o ponto de disparo do SCR (quanto maior a resistência maior é o ponto, ou ângulo, de
disparo)
Infelizmente este esquema de controle tem uma limitação significativa. Usando a fonte AC para disparar o SCR,
limita-se o controle à metade da fase positiva do ciclo, em outras palavras, não há como atrasar o disparo para
depois do pico. Isto limitaria o nível mínimo de energia àquele conseguido com o disparo do SCR no pico da
onda (a 90 graus). Elevando-se a resistência a um valor maior, faria o circuito não disparar nunca.
Uma solução é a adição de um capacitor defasador ao circuito:
Figura 4.10: A forma de onda com menor amplitude é a tensão no capacitor.
A título de ilustração, vamos supor que a resistência de controle é alta, ou seja, o SCR não está disparando sem
este capacitor e não há corrente através da carga, exceto a pequena quantia de corrente através do capacitor
e resistor.
A tensão do capacitor pode ser defasada de 0 a 90 º em relação à fonte AC. Quando esta tensão defasada atingir
um valor alto o suficiente, o SCR será disparado.
Supondo que há periodicamente tensão suficiente nos terminais do capacitor para disparar o SCR, o a forma de
onda de corrente resultante será como segue:

Soft-Starter
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Figura 4.11: O disparo do tiristor se dá após o pico máximo, devido à escolha conveniente do capacitor.
Uma vez que a forma de onda do capacitor ainda está subindo após o pico da senoide de tensão de alimentação,
é possível dispará-lo depois do pico, cortando a onda de corrente de modo a liberar um valor de energia mais
baixo à carga.
Os SCR também podem ser disparados por circuitos mais complexos.
Transformadores de pulsos são usados para acoplar o circuito de disparo ao gate/ cátodo do SCR para prover
isolação elétrica entre os circuitos de disparo e de força:
Figura 4.12: Disparo com transformador defasador
Quando múltiplos SCR são utilizados para controle de força, os cátodos não são eletricamente comuns, tornando
difícil o uso de um único circuito de disparo para todos SCR.
Um exemplo é a ponte retificadora controlada:
Figura 4.13: Ponte controlada

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Como em qualquer retificador, os elementos opostos devem conduzir simultaneamente. SCR 1 e 3, e SCR 2 e
4.
Como eles não compartilham a conexão de cátodo, faz-se necessário lançar mão de transformadores de pulso,
conforme mostra a figura 4.14:
Figura 4.14: Uso de transformadores de pulso (circuito simplificado para dois tiristores para facilitar o entendimento)
No circuito acima foi omitido o transformador de pulso do SCR 1 e 3 a fim de tornar o desenho mais claro.
Naturalmente, os circuitos de controle não são limitados à circuitos monofásico. Assim como na Soft-Starter, o
circuito de controle pode ser trifásico. Um retificador trifásico com os circuitos de disparo omitidos parece com
o seguinte:
Figura 4.15: Retificador trifásico (circuito de disparo omitido)

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4.2 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DA SOFT-STARTER
O funcionamento das Soft-Starters está baseado na utilização de uma ponte tiristorizada (SCR’s) na configuração
anti-paralelo, que é comandada através de uma placa eletrônica de controle, a fim de ajustar a tensão de saída,
conforme programação feita anteriormente pelo usuário. Esta estrutura é apresentada na figura 4.16.
Figura 4.16: Blocodiagrama simplificado
Como podemos ver, a Soft-Starter controla a tensão da rede através do circuito de potência, constituído por
seis SCRs, onde variando o ângulo de disparo dos mesmos, variamos o valor eficaz de tensão aplicada ao
motor. A seguir faremos uma análise mais atenciosa de cada uma das partes individuais desta estrutura, já que
notamos nitidamente que podemos dividir a estrutura acima em duas partes: o circuito de potência e o circuito
de controle.
CIRCUITO DE POTÊNCIA
Como já sabemos, a etapa de potência da Soft-Starter tem como principais componentes os tiristores SCR
(Silicon Controlled Rectifier).
Controlando o ângulo de disparo do SCR, podemos controlar a tensão média aplicada à carga, controlando
assim sua corrente e potência.
Numa soft-starter, o controle da tensão tem que ser feito nos dois sentidos da corrente, devendo ser utilizada a
configuração anti-paralela de dois SCR por fase, conforme indicado na figura abaixo.

Soft-Starter
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Figura 4.17: Dois tiristores em anti-paralelo
Neste caso, tem-se o controle da tensão nas duas metades do ciclo, mediante os disparos nos Gates provenientes
do circuito de controle.
Na figura 4.18 temos um diagrama simplificado do circuito de potência de uma soft-starter, onde notamos o uso
dos pares de tiristores (SCR) em anti-paralelo em cada fase do circuito.
Mediante um circuito de controle para os disparos dos tiristores, a tensão a ser aplicada no motor pode ir crescendo
linearmente, tendo com isso um controle da corrente de partida do motor.
Ao final da partida do motor, o motor terá sobre seus terminais praticamente toda a tensão da rede.
Figura 4.18: SCRs no circuito de força do motor (ligação “fora” do delta do motor)
A seguir temos a ilustração da forma de onda da tensão em uma das fases do motor em quatro instantes. Nota-
se que ao reduzir o ângulo de disparo dos SCR, a tensão a ser aplicada no motor aumenta, aumentando com
isso a corrente no mesmo.

Soft-Starter
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Figura 4.19 b: Disparo a 90ºFigura 4.19 a: Disparo a 150
Figura 4.19 d: Disparo a 45º Figura 4.19 d: Disparo a 15
Para evitar disparos acidentais dos SCR, instala-se em paralelo com os mesmos um capacitor e um resistor
conforme indicado na figura 4.20. Este circuito auxiliar é denominado de Snubber e tem como finalidade evitar o
disparo por dV/dT (variação abrupta da tensão num pequeno intervalo de tempo).
Figura 4.20: Snubber
Para se fazer a monitoração da corrente na saída da Soft-Starter, instala-se transformadores de corrente,
permitindo com isso que o controle eletrônico efetue a proteção e manutenção do valor de corrente em níveis
pré-definidos (função limitação de corrente ativada)
CIRCUITO DE CONTROLE
Onde estão contidos os circuitos responsáveis pelo comando, monitoração e proteção dos componentes do
circuito de potência, bem como os circuitos utilizados para comando, sinalização e interface homem-máquina
que serão configurados pelo usuário em função da aplicação.

Soft-Starter
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4.3 PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS
Embora o CAPÍTULO 5 deste guia seja dedicado a descrição detalhada das funções (parâmetros) da Soft-Starter,
consideramos conveniente apresentar neste ponto uma abordagem diferenciada para as principais funções da
Soft-Starter.
Aqui não entraremos em detalhes de faixas de valores, mas daremos ênfase em aspectos práticos, como, se
uma função é mais adequada para uma carga com alta inércia ou não, etc.
4.3.1 Principais funções
„„ Rampa de tensão na aceleração
As chaves Soft-Starters tem uma função muito simples, que é através do controle da variação do ângulo de
disparo da ponte de tiristores, gerar na saída da mesma, uma tensão eficaz gradual e continuamente crescente
até que seja atingida a tensão nominal da rede. Graficamente podemos observar isto através da figura 4.21.
Figura 4.21: Rampa de tensão aplicada ao motor na aceleração
Atentem ao fato de que quando ajustamos um valor de tempo de rampa, e de tensão de partida (pedestal), isto
não significa que o motor irá acelerar de zero até a sua rotação nominal no tempo definido por ta. Isto, na realidade
dependerá das características dinâmicas do sistema motor/carga, como por exemplo: sistema de acoplamento,
momento de inércia da carga refletida ao eixo do motor, atuação da função de limitação de corrente, etc.
Tanto o valor do pedestal de tensão, quanto o de tempo de rampa são valores ajustáveis dentro de uma faixa
que pode variar de fabricante para fabricante.
Não existe uma regra prática que possa ser aplicada para definir qual deve ser o valor de tempo a ser ajustado,
e qual o melhor valor de tensão de pedestal para que o motor possa garantir a aceleração da carga. A melhor
aproximação poderá ser alcançada através do cálculo do tempo de aceleração do motor, o qual será mostrado
posteriormente.
„„ Rampa de tensão na desaceleração
Existem duas possibilidades para que seja executada a parada do motor, por inércia ou controlada, respectivamente.
Na parada por inércia, a Soft-Starter leva a tensão de saída instantaneamente a zero, implicando que o motor não
produza nenhum conjugado na carga, que por sua vez, irá perdendo velocidade, até que toda energia cinética
seja dissipada. A equação (1) mostra matematicamente como podemos expressar esta forma de energia.
1
K = J . ω2
2 (1)
onde,
K = energia cinética (Joules)
J = momento de inércia total (Kg.m2)
ω = velocidade angular (rad/s)

Soft-Starter
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Na parada controlada a Soft-Starter vai gradualmente reduzindo a tensão de saída até um valor mínimo em um
tempo pré-definido. Graficamente podemos observar a figura 4.22.
Figura 4.22: Perfil de tensão na desaceleração
O que ocorre neste caso pode ser explicado da seguinte maneira: Reduzindo-se a tensão aplicada ao motor, este
irá perder conjugado; a perda de conjugado reflete no aumento do escorregamento; o aumento do escorregamento
faz com que o motor perca velocidade. Se o motor perde velocidade a carga acionada também perderá. Este tipo
de recurso é muito importante para aplicações que devem ter uma parada suave do ponto de vista mecânico.
Podemos citar como exemplo bombas centrífugas, transportadores, etc.
No caso particular das bombas centrífugas este recurso minimiza o efeito do “golpe de ariete”, que pode provocar
sérios danos a todo o sistema hidráulico, comprometendo componentes como válvulas e tubulações, além da
própria bomba.
Golpe de Ariete:
O “Golpe de Ariete” é um “pico de pressão” resultado de uma rápida redução na velocidade de um líquido, que
pode ocorrer quando um sistema de bombeamento sofre uma parada brusca. No contexto da aplicação de Soft-
Starter, a ocorrência do Golpe de Ariete está relacionada à rápida parada do motor da bomba, embora o golpe
de ariete possa ser provocado por outros eventos, como o fechamento rápido de uma válvula.
O “pico” de pressão nestas condições pode ser várias vezes maior que o esperado para o sistema, provocando
danos que podem se extender até a bomba.
Quando a Soft-Starter está habilitada a fazer uma parada suave do motor (“Pump Control”), a chance de ocorrência
do golpe de ariete na parada do motor é reduzida.
„„ Kick Start
Existem cargas que no momento da partida exigem um esforço extra do acionamento em função do alto conjugado
resistente. Nestes casos, normalmente a Soft-Starter precisa aplicar no motor uma tensão maior que aquela
ajustada na rampa de tensão na aceleração, isto é possível utilizando uma função chamada “Kick Start”. Como
podemos ver na figura 4.23, esta função faz com que seja aplicado no motor um pulso de tensão com amplitude
e duração programáveis para que o motor possa desenvolver um conjugado de partida, suficiente para vencer o
atrito, e assim acelerar a carga. Deve-se ter muito cuidado com esta função, pois ela somente deverá ser usada
nos casos onde ela seja estritamente necessária.

Soft-Starter
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Figura 4.23: Representação gráfica da função “Kick Start”
Devemos observar alguns aspectos importantes relacionados com esta função, já que ela poderá ser mal
interpretada e, desta forma, comprometer a definição com relação ao seu uso, inclusive o do próprio sistema
de acionamento.
Como a tensão de partida poderá ser ajustada próximo da tensão nominal, mesmo que por um pequeno intervalo
de tempo, a corrente de partida irá atingir valores muito próximos daqueles registrados no catálogo ou folha de
dados do motor.
Isto é claramente indesejável, pois a utilização da Soft-Starter nestes casos advém da necessidade de garantir-
se uma partida suave, seja eletricamente, seja mecanicamente. Desta forma podemos considerar este recurso
como sendo aquele que deverá ser usado em última instância, ou quando realmente ficar óbvia a condição
severa de partida.
„„ Limitação de corrente
Na maioria dos casos onde a carga apresenta uma inércia elevada, é utilizada uma função denominada de
limitação de corrente. Esta função faz com que o sistema rede/Soft-Starter forneça ao motor somente a corrente
necessária para que seja executada a aceleração da carga. Na figura 4.24 podemos observar graficamente como
esta função é executada.
Figura 4.24: Limitação de corrente
Este recurso é sempre muito útil pois garante um acionamento realmente suave e, melhor ainda, viabiliza a partida
de motores em locais onde a rede encontra-se no limite de sua capacidade. Normalmente nestes casos a condição
de corrente na partida faz com o sistema de proteção da instalação atue, impedindo assim o funcionamento
normal de toda a instalação. Ocorre então a necessidade de se impor um valor limite de corrente de partida de
forma a permitir o acionamento do equipamento bem como de toda a indústria.

Soft-Starter
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A limitação de corrente também é muito utilizada na partida de motores cuja carga apresenta um valor mais elevado
de momento de inércia. Em termos práticos, podemos dizer que esta função é a que deverá ser utilizada após
não obter-se sucesso com a rampa de tensão simples, ou mesmo quando para que o motor acelere a carga,
seja necessário ajustar uma rampa de tensão de tal forma que a tensão de partida (pedestal) próximo aos níveis
de outros sistemas de partida como, por exemplo, as chaves compensadoras, não sendo isto de forma alguma
um fator proibitivo na escolha do sistema de partida.
„„ Pump control
Esta função é utilizada especialmente para a aplicação de Soft-Starter em sistemas de bombeamento. Trata-se
na realidade de uma configuração específica
(pré-definida) para atender este tipo de aplicação, onde normalmente é necessário estabelecer uma rampa de
tensão na aceleração, uma rampa de tensão na desaceleração e a habilitação de proteções. A rampa de tensão
na desaceleração é ativada para minimizar o golpe de ariete, prejudicial ao sistema como um todo. São habilitadas
também as proteções de seqüência de fase e subcorrente imediata (para evitar a cavitação).
A cavitação é a formação de “bolhas” através no interior da bomba. Com bombas centrífugas, a cavitação pode
ocorrer quando o valor de sucção se torna alto o suficiente no interior da bomba. Quando estas bolhas passam
pela bomba, uma grande quantidade de energia é liberada, provacando danos.
Quando a Soft-Starter está devidamente habilitada a fazer proteção de subcorrente (“Pump Control”), a bomba
fica protegida de ocorrência de cavitação prolongada.
„„ Economia de energia
Uma Soft-Starter que inclua características de otimização de energia simplesmente altera o ponto de operação
do motor. Esta função, quando ativada, reduz a tensão aplicada aos terminais do motor de modo que a energia
necessária para suprir o campo seja proporcional à demanda da carga.
Quando a tensão no motor está em seu valor nominal e a carga exige o máximo conjugado para o qual o motor
foi especificado, o ponto de operação será definido pelo ponto A, conforme a figura 4.25. Se a carga diminui e
o motor for alimentado por uma tensão constante, a velocidade (rotação) aumentará ligeiramente, a demanda
de corrente reduzirá e o ponto de operação se moverá junto à curva para o ponto B. Por ser um motor onde
o conjugado desenvolvido é proporcional ao quadrado da tensão aplicada, haverá uma redução do conjugado
com uma redução de tensão. Caso esta tensão seja devidamente reduzida, o ponto de operação passará a ser
o ponto A|.
Figura 4.25: Equilíbrio entre conjugado e tensão
Em termos práticos pode-se observar uma otimização com resultados significativos somente quando o motor está
operando com cargas inferiores a 50% da carga nominal. Isto, diga-se de passagem, é muito difícil de encontrar-se
pois estaríamos falando de motores altamente sobredimensionados, o que atualmente em virtude da crescente
preocupação com o desperdício de energia e fator de potência, vem sendo evitado a todo custo.

Soft-Starter
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Cabe destacar que este tipo de otimização de energia possui alguns inconvenientes, principalmente, a
geração de tensões e correntes harmônicas e variações no fator de potência. No caso as harmônicas podem
ocasionar problemas relativos a danos e redução da vida útil de capacitores para correção de fator de potência,
sobreaquecimento de transformadores e interferências em equipamentos eletrônicos.
4.3.2 Proteções
As proteções disponibilizadas pelas Soft-Starter Weg são um diferencial importante.
Ver item 5.5 deste Guia para uma descrição detalhada das proteções das Soft-Starter das séries SSW-03 e
SSW-04.
4.3.3 Acionamentos típicos
Veremos a seguir alguns acionamentos típicos, abrangendo desde circuitos triviais, para apenas partir o motor,
até aplicações mais sofisticadas com reversão, by-pass, etc.
„„ Básico / Convencional
Todos os comandos, leituras e monitoração de status feitos via I.H.M.
Acionamento sugestivo com comandos por entradas digitais a dois fios
Figura 4.26: Diagrama simplificado de um acionamento básico
Parâmetro Programação
P53 1
P54 2
P55 oFF
P61 oFF
* Padrão de fábrica

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„„ Inversão de sentido de giro
Acionamento sugestivo com comandos por entradas digitais a três fios e troca do sentido de giro
Figura 4.27: Diagrama do acionamento com inversão de sentido de giro
P04 oFF
P51 3
P53 4
P54 4
P55 3
P61 oFF

Soft-Starter
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„„ Frenagem por injeção de corrente contínua
Acionamento sugestivo com comandos por entradas digitais a três fios e frenagem cc
Figura 4.28: Diagrama do acionamento com frenagem CC
P34 Maior que oFF
P35 Ajuste de carga
P52 3
P53 4
P54 2
P55 3
P61 oFF

Soft-Starter
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„„ By-pass
Acionamento sugestivo com comandos por entradas digitais a três fios e contator de by-pass
MÓDULO MAC
Figura 4.29: Diagrama do acionamento com by-pass da chave
P43 ON
P52 2
P53 4
P54 2
P55 3
P61 OFF
Módulo MAC
Este opcional deve ser utilizado para manter as proteções relacionadas ao motor, quando a SSW-03 Plus for
utilizada com contator de by-pass. Este módulo provê as medições de corrente necessárias para os algoritmos
e circuitos de proteção da Soft-Starter continuarem protegendo o motor, mesmo em by-pass.

Soft-Starter
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„„ Multimotores / Cascata
Acionamento sugestivo com comandos por entradas digitais para três motores
Figura 4.30: Diagrama orientativo do acionamento tipo cascata

Parâmetros da Soft-Starter
5
PARÂMETROS DA SOFT-STARTER
Um parâmetro da Soft-Starter é um valor de leitura ou escrita, através do qual o usuário pode ler ou programar
valores que mostrem, sintonizem ou adeqüem o comportamento da Soft-Starter e motor em uma determinada
aplicação. Exemplos simples de parâmetros:
„„ Parâmetro de Leitura P73: Corrente consumida pelo motor
„„ Parâmetro Programável P01: Ajusta o valor inicial de tensão (% ) que será aplicado ao motor
IMPORTANTE: Para parametrização refira-se sempre ao manual do equipamento, que estará vinculado
à devida versão de Softtware.
Figura 5.1: Interface Homem-Máquina
Praticamente todas as Soft-Starter disponíveis no mercado possuem parâmetros programáveis similares.
Estes parâmetros são acessíveis através de uma interface composta por um mostrador digital (“display”) e um
teclado, chamado de Interface Homem-Máquina (HMI), ver figura 5.1.
Para facilitar a descrição, os parâmetros serão agrupados pelas suas características:
„„ parâmetros de leitura
„„ parâmetros de regulação
„„ parâmetros de configuração
„„ parâmetros do motor

5
5.1 PARÂMETROS DE LEITURA
Os parâmetros de leitura, como seu nome indica, permitem visualizar os valores programados nos parâmetros
de regulação, de configuração, do motor e das funções especiais. Por exemplo, na linha de Soft-Starter Weg são
identificados de P71 até P77, P82, e de P96 até P99.
Estes parâmetros não permitem a edição do valor programado; somente sua leitura.
EXEMPLOS:
P72 - Corrente do motor
Indica a corrente de saída da Soft-Starter em percentual da chave (% IN). (precisão de ± 10%).
Figura 5.2: P72 e P73 indicam a corrente de saída (1) da chave
P73 - Corrente do motor
Indica a corrente de saída da Soft-Starter diretamente em Ampères (precisão de ± 10%).
P74 - Potência ativa
Indica a potência ativa requerida pela carga, valores em kW (precisão de ±10%).
NOTA!
É indicado “OFF” quando utiliza-se função de tensão plena ou economia de energia.
P75 - Potência aparente
Indica a potência aparente requerida pela carga, valores em kVA (precisão de ± 10%).
P76 - Cos ϕ da carga
Indica o fator de potência da carga sem levar em consideração as correntes harmônicas geradas pelo
chaveamento da carga (precisão ± 5%).
Figura 5.3: Indicações de P74, P75 e P76

5
P82 - Estado da proteção térmica do motor
Indicação do estado da proteção térmica do motor em escala percentual (0...250%). Sendo que 250% é
o ponto de atuação da proteção térmica do motor, indicando E04.
P96 - Último erro de hardware ocorrido
P97 - Penúltimo erro de hardware ocorrido
P98 - Ante-Penúltimo erro de hardware ocorrido
P99 - 1º dos últimos 4 erros de hardware ocorrido
5.2 PARÂMETROS DE REGULAÇÃO
São os valores ajustáveis a serem utilizados pelas funções da Soft-Starter.
EXEMPLOS
P01 - Tensão inicial
Ajusta o valor inicial de tensão (% da tensão da rede) que será aplicado ao motor.
P02 - Tempo da rampa de aceleração
Define o tempo da rampa de incremento de tensão, conforme mostrado na figura 5.4, desde que a
Soft-Starter não entre em limitação de corrente (P11).
Figura 5.4: Tempo da rampa de aceleração
P11 - Limitação da corrente da chave
Ajusta o valor máximo de corrente que será fornecido ao motor (carga) durante a aceleração.
A limitação de corrente é utilizada para cargas com alto ou constante torque de partida.
A limitação de corrente deve ser ajustada para um nível que se observe a aceleração do motor, caso
contrário o motor não partirá.
NOTA!
1) Se no final do tempo da rampa de aceleração (P02) não for atingido a tensão plena, haverá a
atuação do erro E02 que desabilitará o motor.
2) A proteção térmica dos tiristores, inclusive durante a limitação de corrente é feita através de
sensores da própria chave.

5
Figura 5.5: Limitação de corrente durante a aceleração
P11 - Exemplo de cálculo para ajuste da limitação de corrente
Limitar a corrente em 2,5x do motor
In
da chave = 170A
In
do motor = 140A
ILIM
= 250% da In
do motor
2,5 x 140A = 350A
350A 350A
= = 2,05 x In
da Chave
In
da Chave 170A
P11 = 205% da IN
da chave = 2,5 X IN
do motor.
Obs.: Esta função (P11) não atua se o pulso de tensão na partida (P41) estiver habilitado.
P12 - Sobrecorrente imediata (% IN
da chave)
Ajusta o nível de sobrecorrente instantânea que o motor ou Soft-Starter permite, durante um tempo pré-
ajustado em P13, após o qual a chave desliga, indicando E06. Mostrado na figura 5.6.
Figura 5.6: Sobrecorrente imediata: o valor de P12 será maior que a corrente nominal definida em P22
NOTA!
Esta função tem atuação apenas em tensão plena, após a partida do motor.

5
P12 - Exemplo de cálculo para ajuste da sobrecorrente imediata
Valor máximo de corrente igual a 1,4x do motor
In
da chave = 170A
In
do motor = 140A
1,4 x 140A = 196A
196A 196A
= = 1,15 x In
da Chave
In
da Chave 170A
P12 = 115% da In
da chave =140% da In
do motor
P14 - Subcorrente imediata (% IN
da chave)
Ajusta o nível de subcorrente mínimo que o motor + carga pode operar sem problemas. Esta proteção
atua quando a corrente da carga (figura 5.6) cai a um valor inferior ao ajustado em P14; e por um tempo
igual ou superior ao ajustado em P15, indicando erro E05.
NOTA!
Esta função tem atuação apenas em tensão plena, após a partida do motor.
P14 - Exemplo de cálculo para ajuste de subcorrente imediata
Valor mínimo de corrente igual a 70% do motor.
In
da chave = 170A
In
do motor = 140A
70% de 140A= 0,7 x 140A = 98A
98A 196A
= = 0,57 x In
da Chave
In
da Chave 170A
P14 = 57% da In
da chave = 70% da do motor
P13 - Tempo de sobrecorrente imediata (s)
Através deste parâmetro determina-se o tempo máximo que a carga pode operar com sobrecorrente,
conforme ajustado em P12.
P15 - Tempo de subcorrente imediata (s)
Este parâmetro determina o tempo máximo que a carga pode operar com subcorrente, conforme ajustado
em P14. Aplicação típica desta função é em sistemas de bombeamento, para evitar o escorvamento (página
73).
P22 - Corrente Nominal da Chave (A)
Sua função é ajustar o software a determinadas condições do hardware, servindo como base para as
funções de: Limitação de corrente na partida (P11); sobrecorrente imediata (P12) em regime; subcorrente
em regime (P14).
P23 - Tensão Nominal da Chave (V)
Sua função é para indicação das potências fornecidas à carga.
P31 - Seqüência de fase (ON = RST; OFF = Qualquer seqüência)
Pode ser habilitada ou desabilitada, sendo que quando habilitada sua função é a de proteger cargas que
não podem funcionar em duplo sentido de rotação.

5
NOTA!
A seqüência de fase apenas é detectada a primeira vez que se aciona a potência após a eletrônica
ser energizada. Portanto nova seqüência só será detectada desligando-se ou resetando-se a
eletrônica.
P33 - Nível da tensão da função JOG
Executa a rampa de aceleração até o valor ajustado da tensão de JOG, durante o tempo em que a entrada
digital (DI4) estiver fechada. Após abrir a entrada DI4 realiza a desaceleração via rampa, desde que esta
função esteja habilitada em P04.
A função JOG permite girar o motor com um torque reduzido, enquanto alguém (um operador, um CLP,
etc) manda um sinal digital para a Soft-Starter.
Esta função é útil em condições em que se deseja observar o comportamento da máquina girando pela
primeira vez (como um teste da situação mecânica geral), desta maneira sendo possível corrigir uma
montagem incorreta sem os transtornos de colocar a máquina a plena velocidade na primeira operação.

Outra aplicação é o posicionamento de material dentro da máquina. A função JOG “dá um empurrão”
enquanto o operador segura um botão JOG (contato seco ligado à entrada programada para JOG na Soft-
Starter), permitindo que o material a ser trabalhado (ou qualquer elemento da máquina) possa ser ajustado
no começo do processo.
NOTA!
1) O tempo máximo da atuação da função JOG é determinado pelo tempo ajustado em P02, sendo
que após transcorrido este tempo haverá atuação do erro E02 que desabilita o motor.
2) Para tanto P55 = 4.
P34 - Tempo da frenagem cc(s)
Ajusta o tempo da frenagem cc, desde que P52=3.
Esta função somente é possível com o auxílio de um contator que deverá ser ligado conforme item
“Diagramas de ligação típicos” neste Guia.
Esta função deve ser utilizada quando se quer reduzir o tempo de desaceleração imposto pela carga ao
sistema.
NOTA!
Sempre que utilizar esta função deve-se levar em conta a possível sobrecarga térmica nos
enrolamentos do motor. A proteção de sobrecarga da SSW não funciona na frenagem CC.
P35 - Nível da tensão de frenagem cc (%UN)
Ajusta o valor da tensão de linha Vac convertido diretamente em Vcc aplicado aos terminais do motor,
durante a frenagem.
P41 - Pulso de Tensão na Partida (Kick Start)
Quando habilitado, o pulso de tensão na partida define o tempo em que este pulso de tensão (P42) será
aplicado ao motor, para que este consiga vencer o esforço inercial inicial da carga aplicada ao seu eixo,
conforme mostrado na figura 5.7.

5
Figura 5.7: Kick-Start: auxilia a partida de cargas com inércia elevada
NOTA!
Utilizar esta função apenas para aplicações específicas onde se apresente uma resistência inicial
ao movimento.
P45 - Pump Control
A Weg, em sua Soft-Starter, desenvolveu um algoritmo especial para aplicações com bombas centrífugas.
Este algoritmo especial, destina-se a minimizar os golpes de Ariete, “overshoots” de pressão nas tubulações
hidráulicas que podem provocar rupturas ou desgastes excessivos nas mesmas.
Ao colocar P45 em “On” e pressionar a tecla “P”, o display irá indicar “PuP”e os seguintes parâmetros
serão ajustados automaticamente:
„„ P02 = 15 s (Tempo de aceleração)
„„ P03 = 80% (Degrau de tensão na desaceleração)
„„ P04 = 15 s (Tempo de desaceleração)
„„ P11 = OFF (Limitação de corrente)
„„ P14 = 70% (Subcorrente da chave)
„„ P15 = 5s (Tempo de subcorrente)
Sendo que os demais parâmetros permanecem com o seu valor anterior.
NOTA!
Os valores ajustados automaticamente apesar de atender o maior número de aplicações, podem
ser melhorados para atender as necessidades da sua aplicação.
Segue abaixo um procedimento para melhorar o desempenho do controle de bombas.

5
Ajuste final da função de controle de bombas:
NOTA!
Este ajuste somente deve ser feito para melhorar o desempenho do controle de bombas quando a
motobomba já estiver instalada e apta a funcionar em regime pleno.
1. Colocar P45 (Pump Control) em “On”.
2. Ajustar P14 (Subcorrente) ou colocar P15 (Tempo de Subcorrente) em “OFF” até o fim do ajuste.
Depois reprogramá-lo.
3. Verificar o correto sentido de giro do motor, indicado na carcaça da bomba.
4. Ajustar P01 (Tensão inicial % UN) no nível necessário que comece a girar o motor, sem que haja
trepidação.
5. Ajustar P02 (Tempo de aceleração [s]) para o tempo de partida exigido pela carga.
Com o auxílio do manômetro da tubulação, verificar o aumento da pressão, que deve ser contínua
até o nível máximo exigido sem que haja “overshoots”. Se houver, aumente o tempo de aceleração
até reduzir ao máximo esses “overshoots” de pressão.
6. P03 (Degrau de tensão % uN) usar esta função para provocar uma queda imediata ou mais linear
de pressão na desaceleração da moto-bomba.
7. P04 (Tempo de desaceleração) com o auxílio do manômetro, ao desacelerar o motor, deve-se
verificar a contínua queda de pressão até que se atinja o nível mínimo sem que haja o golpe de
Aríete no fechamento da válvula de retenção. Se houver, aumente o tempo de desaceleração
até reduzir ao máximo as oscilações.
NOTA!
„„ Se não houver manômetros de observação nas tubulações hidráulicas os golpes de Aríetes
podem ser observados através das válvulas de alívio de pressão.
„„ Tempos de aceleração e desaceleração muito grandes sobreaquecem os motores. Programe
os tempos mínimos necessários para sua aplicação.
P47 - Tempo para auto-reset (s)
Quando ocorre um erro, exceto E01, E02 e E07 ou E2x, a Soft-starter poderá provocar um “reset”
automaticamente, após transcorrido o tempo programado em P47.
Se P47= OFF não ocorrerá “Auto-Reset”. Após transcorrido o “Auto-Reset”, se o mesmo erro voltar a ocorrer
por três vezes consecutivas (*), a função de “Auto-reset” será inibida. Portanto, se um erro ocorrer quatro
vezes consecutivas, este permanecerá sendo indicado (e a Soft-Starter bloqueada) permanentemente.
(*) Um erro é considerado reincidente, se este voltar a ocorrer até 60 segundos após o último erro ter ocorrido.
5.3 PARÂMETROS DE CONFIGURAÇÃO
P43 - Relé By- Pass
Esta função quando habilitada permite a utilização da indicação de Tensão Plena, através do RL1 ou RL2
(P51 ou P52), acionar um contador de By-Pass.
A principal função do By-Pass da soft-starter é eliminar as perdas em forma de calor ocasionadas pela
Soft-Starter.
NOTA!
1) Sempre que for utilizado o contator de by-pass deve-se programar esta função.
2) Para não perder as proteções referentes a leitura de corrente do motor, os transformadores de
corrente deverão ser colocados externamente a conexão do contador de by-pass através do
módulo MAC-0x.
3) Quando P43 em “On” os parâmetros P74 e P76 ficam inativos “OFF”.

5
P44 - Economia de energia
Pode ser habilitada ou desabilitada, sendo que quando habilitada sua função é a de diminuir as perdas no
entreferro do motor, quando sem ou com pouca carga.
NOTA!
1) A economia total de energia depende de que carga está o motor.
2) Esta função gera correntes harmônicas indesejáveis na rede devido a abertura do ângulo de
condução para diminuição da tensão.
3) Quando P44 em “On” os parâmetros P74 e P76 ficam inativos (“OFF”).
4) Não pode ser habilitada com by-pass (P43 em “On”).
5) O Led “Run” fica piscando quando a função economia de energia está habilitada.
Figura 5.8: Economia de energia
P46 - Valores Default (carrega parâmetros de fábrica)
Quando colocada em ON esta função força a parametrização da Soft-Starter conforme valores de fábrica,
exceto os parâmetros P22 e P23.
P50 - Programação do Relé RL3
Habilita o relé RL3 a funcionar conforme descrito a seguir:
1. Fecha o contato N.A. sempre que a SSW-03 estiver sem ERRO.
2. Fecha o contato N.A. somente quando a SSW-03 estiver em estado de ERRO.
P51 - Função do Relé RL1
Habilita o Relé RL1 a funcionar conforme parametrização abaixo:
1. Função “Operação”, o relé é ligado instantaneamente com o comando de aciona da Soft-Starter, só desligando
quando a Soft-Starter recebe um comando de desaciona (P04=OFF), ou por rampa quando a tensão chega
à 30% UN (P04=OFF). Mostrado na figura 5.9.
2. Função “Tensão Plena”, o relé é ligado somente após a Soft-Starter atingir 100% , e desligado quando a Soft-
Starter recebe um comando de desliga. Conforme mostrado na figura 5.9.
NOTA!
Quando se utilizar da função de Tensão Plena para acionar o contador de By-Pass, o parâmetro
P43 deve estar em “On”.

5
Figura 5.9: Funções “operação” e “tensão plena”
Figura 5.10: Esquema simplificado de aplicação do relé com função final de rampa para ligar banco de correção de fator de potência
3. Função “Sentido de Giro”, o relé é ligado quando a entrada digital (DI3) é mantida fechada, e desligado quando
aberta. O relé RL1 apenas comandará um contator que deverá ser ligado na saída da SSW-03, o qual fará a
reversão de 2 fases de alimentação do motor. Conforme mostrado na figura 5.11.

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