O documento discute diferentes métodos de partida de motores elétricos, incluindo partida direta, estrela-triângulo, soft starter e inversor de frequência. O soft starter é descrito como variando gradualmente a tensão aplicada ao motor para acelerá-lo, desacelerá-lo e protegê-lo, sem permitir variação de velocidade. Diagramas ilustram a tensão, corrente e conjugado ao longo do tempo para diferentes métodos de partida.

1. Acionamentos Elétricos
Chaves de Partida
Angelo Alfredo Hafner | Marconi Januário
Especialização em Automação Industrial UNOESC

2. Chaves de Partida
Direta
Soft
Starter
EstrelaTriângulo
Inversor
de
Freqüência

3. Partida Direta

4. Coorente x Tempo
10
9
Direta
7
Corrente (pu)
8
Estrela-Triângulo
6
Soft-Starter
5
4
3
2
1
0
0
5
10
15
Tempo (s)
20
25

5. Soft-Starters
• Acelera, desacelerara e protege MITs
• Varia somente a tensão eficaz
• Não atende aplicações que exijam variação de velocidade
-
L1
L2
L3

6. Diagrama de blocos simplificado

8. Tensão, Corrente e Conjugado
IA
M
M ~ U2
I~U
100% U
100% U
90% U
Mf
70% U
50% U
50% U
20% U
n
n

9. Economia de Energia
60
Economia de Energia (%)
50
< 4kW
4 ~ 70 kW
> 150 kW
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
Carga Parcial (%)
70
80
90
100

10. Conjugado e corrente – partida direta
Conjugado X Rotação [pu]
7
Conjugado e Corrente [pu]
6
5
4
3
2
Conjugado coletado
Corrente coletada
Conjugado interpolado
Corrente interpolada
1
0
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
Rotação [pu]
0.7
0.8
0.9
1

11. Controle de tensão/corrente
Tensão e Corrente aplicada pela soft-starter x Tempo
Tensão [pu] e Corrente [pu]
2.5
2
Corrente da soft-starter
Tensão da soft-starter
1.5
1
0.5
0
0
5
10
15
20
25
Tempo [s]
30
35
40

12. Comparativo de correntes no tempo
Comparativo de Correntes entre partida direta e tiristorizada
7
Partida Direta
Partida Tiristorizada
6
Corrente [pu]
5
4
3
2
1
0
0
5
10
15
20
25
Tempo [s]
30
35
40
45

13. Início
Tempo de partida <
0,8 * Tempo de rotor bloqueado’
Ler Parâmetros
Tempo de aceleração
Corrente limite da SS
Tensão Ininial da SS
Momentos de inércia
N
S
Corrente <
Corrente limite da SS
Calcular Conjugados
Do motor
Da carga
De aceleração
Erro
Tempo limite excedido
S
Tensão SS <=
Tensão Nominal
Calcular
Tempo de aceleracao parcial
Tempo de aceleracao acumulado
N
S
Incrementa o valor da Tensão
N
Fim

14. Código Fonte

21. Características de algumas chaves
• Ciclos de Partida
– SSW03: 3.Inom durante 30s, 10 partidas/hora
– SSW04: 3.Inom durante 20s, 10 partidas/hora
– SSW05: 3.Inom durante 10s, 04 partidas/hora
• IHM local ou remota para SSW03 e SSW04
• Proteção ao motor
• Funções
– Pump Control - minimiza o golpe de aríete
– Kick Start - para cargas com alto conjugado resistivo

22. Identificação

23. Características Técnicas
• Controle
– Método  Variação de tensão sobre a carga
– Freqüência de operação  50 / 60 Hz
• Entradas
– Analógicas  01 diferencial - 10 bits
( 0...10 Vcc, 0... 20 mA, 4... 20 mA )
– Digitais  04 fotoacopladas
24 Vcc
• Saídas
– Analógicas  01 não isolada - 8 bits
( 0...10 Vcc )
– Digitais  02 relés contato NA (NO)
250 Vca / 1 A
– Digitais  01 relé contato NA,NF (NO,NC)
250 Vca / 1 A específico para defeitos

24. • Proteções
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Subcorrente imediata na saída
Sobrecorrente imediata na saída
Falta de fase na alimentação
Falta de fase no motor (não conectado)
Fases desbalanceadas  5 %
Freqüência de rede com variação de ± 10%
Falha no tiristor
Sequência de fase invertida (programável)
Sobretemperatura na potência (dissipador)
Sobrecarga na saída (i2.t)
Defeito externo
Erro na CPU
Erro de programação
Erro de interface serial

25. • Comunicação
– Interface serial - RS 232
– Protocolo aberto padrão ASCII
• Funções
–
–
–
–
–
–
–
Pump control
Economia de energia
By-pass (via relé programável)
Inversão do sentido de giro
Frenagem por injeção de corrente contínua
Jog (impulso momentâneo)
Kick Start (pulso de tensão na partida)

26. • 05 teclas : liga, desliga,
incrementa/decrementa
(parâmetro ou conteúdo)
• 04 display’s de LEDs 7 segmentos;
• Permite acesso/alteração de todos
os parâmetros;
•
Destacável;
- IHM-3P.1 - comprimento do cabo = 1 m
- IHM-3P.2 - comprimento do cabo = 2 m
- IHM-3P.3 - comprimento do cabo = 3 m

27. Dimensionamento
• Motor
– Corrente nominal
• Carga
–
–
–
–
Curva Conjugado x Rotação
Momento de Inércia
Sobrecargas na partida ou em operação
Tipo de acoplamento entre carga e motor
• Instalações
– Tensão de rede
– Condições ambientais

28. Dimensionamento
• Condições indispensáveis
– O tempo de aceleração deve ser menor que 80% do tempo de rotor bloqueado
equivalente do motor
– A corrente equivalente para o ciclo de operação do motor deve ser menor que a
corrente equivalente máxima da chave
• Tabela de Dimensionamento
Carga
Inércia
Torque
Fator
Compressor a parafuso
Baixa
Quadrático
1,0 x Inom
Bomba centrífuga
Baixa
Quadrático
1,0 x Inom
Ventilador
Média/Alta
Quadrático
1,5 x Inom
Pulper
Alta
Quadrático
2,0 x Inom
Transportadores, Moinhos, centrífugas.
Alta
Constante
2,0 x Inom

29. Exemplos de Dimensionamento...
Linha W21
Potência 175 cv
Pólos IV
Carcaça 315 S/M (IEC)
Tensão
380 / 660 V
Corrente 254,03 / 220 A
FS 1,0
Acoplamento Direto
Ambiente
Altitude
Rede
1000 m
Temperatura = 40 °C
380 V - trifásica - 60 Hz
Observações Acionamento através de
chave soft-starter

30. Ex 1: Bomba centrífuga /
Compressor a parafuso
Condição típica de partida : UP
= 30 % UNOM
IP / Inom 3,0
ta
= 20 s
Pelo critério da tabela : chave modelo SSW-03.255/220-440
Limite da Soft Starter = 3 x INOM por 30 s
Neste caso : 3,0 x INOM por 20 s
10 partidas/hora
765 A por 30 s
762 A por 20 s
Vemos que esta chave atenderá a condição de partida

31. Corrente equivalente
Soft-Starter
Motor
IS / IN
IP / IN
3,0
3,0
1,0
1,0
255 A
30
330
Ieq = 329,20 A
t(s)
254 A
20
340
Ieq = 305,27 A
t(s)

32. Ex 2: Ventilador
Condição típica de partida : UP
= 37 % UNOM
IP/Inom = 3,5
ta
= 30 s
Pelo critério da tabela : chave modelo SSW-03.290/220-440
Limite da Soft Starter = 3 x INOM por 30 s
Neste caso : 3,5 x INOM por 30 s
10 partidas/hora
870 A por 30 s
889 A por 30 s
Vemos que esta chave atenderá a condição de partida

33. Corrente equivalente
Soft-Starter
Motor
IS / IN
IP / IN
3,0
3,5
1,0
1,0
290 A
30
330
Ieq = 374,39 A
t(s)
254 A
30
330
Ieq = 353,55 A
t(s)

34. Ex 3: Transportador
Condição de partida : UP
= 45 % UNOM
IP/Inom = 4,5
ta
= 40 s
Pelo critério da tabela : chave modelo SSW-03.410/220-440
Limite da Soft Starter = 3 x INOM por 30 s
Neste caso : 4,5 x INOM por 40 s
10 partidas/hora
1230 A por 30 s
1143 A por 40 s
Vemos que esta chave atenderá a condição de partida

35. Corrente equivalente
Motor
Soft-Starter
IS / IN
IP / IN
3,0
4,5
1,0
1,0
410 A
30
33
0
Ieq = 529,31 A
t(s)
254 A
40
32
0
Ieq = 450,01 A
t(s)

36. Uso da I.H.M
A IHM-3P é uma interface simples que
permite a operação e a programação
da soft starter .
Display de LED´s
Indicação de estado de operação;
Indicação dos erros;
Visualização e alteração de parâmetros;
Operação da soft starter (liga/desliga).
Possibilidade de instalação remota.

37. Função das teclas
Aciona o motor via rampa
Desaciona o motor via rampa (quando programado);
Reseta a soft-starter após ocorrência de erros
Incrementa o número do parâmetro ou seu conteúdo
Decrementa o número do parâmetro ou seu conteúdo
Comuta o display entre o número do parâmetro e o
seu conteúdo

38. Descrição dos Parâmetros
• Parâmetros de leitura
– Variáveis que podem ser visualizadas no display,
– Mas não podem ser alterados pelo usuário.
– P71...P77,P82, P96...P99
• Parâmetros de regulação
– Valores ajustáveis à serem utilizados pelas funções da soft- starter
– P00...P15,P22...P42,P45,P47
• Parâmetros de configuração
– Definem as características da soft starter, as funções à serem
executadas, bem como as funções das entradas/saídas
– P43,P44,P46,P51...P57,P61,P62
• Parâmetros do motor
– Dados nominais do motor, para ajuste das proteções
– P21, P25, P26 e P27

39. P71 - Versão de Software
Indica a versão de software contida CPU
(circuito integrado D1 CCS 1.1X)
Parâmetro de leitura

40. P73 - Corrente do motor
Indica a corrente de saída da soft-starter
diretamente em Ampéres (A).
Valores possíveis
0 ... 9999 A
Parâmetro de leitura

41. P76 - cos
Indica o cos
da carga.
Valores possíveis
0.00 ... 0.99
Parâmetro de leitura

42. P77 - Tensão de Saída
Indica a tensão imposta pela soft-starter sobre
a carga (desconsidera a FCEM).
Valores possíveis
0 ... 100 % UN
Parâmetro de leitura

43. P01 - Tensão Inicial
Ajusta o valor inicial de tensão (% UN) que será aplicado ao
motor para a execução da rampa de partida.
mín
faixa
máx
25%
1%
90%
Padrão de fábrica  30 %
Parâmetro de regulação

44. P02 - Tempo da Rampa de Aceleração
Define o tempo da rampa de tensão a ser aplicada na partida
do motor, desde que a soft starter não entre limitação de
corrente.
mín
faixa
máx
1s
1s
240s
Padrão de fábrica  20 s
Parâmetro de regulação

45. Rampa de Tensão
P01 - tensão inicial (%UN)
P02 - tempo de rampa (s)
UN
P01
P02
t (s)
Parâmetro de regulação

46. P03 - Degrau de Tensão na
Desaceleração
Ajusta o valor da tensão (%UN) que será aplicada imediatamente
após a soft starter receber o comando de parada por rampa.
mín
100%
faixa
máx
1%
40%
Padrão de fábrica  100%
Parâmetro de regulação

47. P04 - Rampa de Desaceleração
Define o tempo da rampa decrescente de tensão que será
aplicada ao motor.
mín
faixa
máx
OFF, 2s
1s
240s
Padrão de fábrica  OFF
Parâmetro de regulação

48. Parada com Rampa de Tensão
U(%)
UN
P03 - degrau de tensão (%UN)
P04 - tempo de rampa (s)
P03
P04
t(s)
Parâmetro de regulação

49. P11 - Limitação de corrente
Ajusta o valor máximo de corrente fornecida pelo conjunto
rede + soft starter para o motor (carga) durante a aceleração.
mín
OFF, 150%
faixa
1%
máx
500%
Padrão de fábrica  OFF
Se a tensão total não for atingida ao final da rampa de tensão,
será indicado no display E02 e os tiristores serão bloqueados.
Parâmetro de regulação

50. Limitação de Corrente
I, V
UNom
P11 ILim
ILim = corrente limite
INom = corrente nominal
UNom = Tensão nominal
P22 INom
P02
Parâmetro de regulação
t(s)

51. I(%IN)
UN
P11
E02
P22
P02
tempo
Parâmetro de regulação

52. P33 - Nível de Tensão do Jog
Define o valor de tensão aplicada ao motor enquanto a DI4
estiver em 24 VCC (Após realizada a rampa).
mín
25% UN
faixa
1%
máx
50% UN
Padrão de fábrica  25%
Parâmetro de regulação

53. P34 - Tempo da Frenagem CC
Ajusta o tempo da frenagem C.C., desde que P53 = 3.
mín
faixa
máx
1s
1s
10s
Padrão de fábrica  1 s
Parâmetro de regulação

54. P35 - Nível de Tensão de Frenagem CC
Ajusta o valor da tensão de linha VAC convertido em VCC
aplicado aos terminais do motor, durante a frenagem.
mín
faixa
30% UN
1%
máx
50% UN
Padrão de fábrica  30%
Parâmetro de regulação

55. Acionamento típico com frenagem CC
SSW-03/04
K1
Dimensionar K1 pela INOM
do motor em regime AC3.

56. P41 - Tempo do pulso no “Kick Start”
Define o tempo de aplicação do pulso de tensão que será
aplicado ao motor para que este possa vencer a inércia da
carga.
mín
OFF,0.2s
faixa
0.1s
máx
2s
Padrão de fábrica  OFF
Inibe a limitação de corrente
Parâmetro de regulação

57. P42 - Nível de Tensão no “Kick Start”
Determina o nível de tensão (%UN) aplicado ao motor para que
este consiga vencer o processo inercial da carga.
mín
faixa
máx
70%
0.1%
90%
Padrão de fábrica  70%
Parâmetro de regulação

58. Kick Start
U
P41
P42
P01
P02
t(s)

59. P45 - Pump control
Faz o controle na aceleração e desaceleração do motor para
evitar “Golpes de Aríete” nas tubulações.
Valores possíveis
OFF,ON
Padrão de fábrica  OFF
Esta função ajusta automaticamente os parâmetros abaixo :
P02 = 15 s
P03 = 80 % UN
P04 = 15 s
P11 = OFF
P14 = 70 % IN
P15 = 5 s
Parâmetro de regulação

60. P43 - Relé By-Pass
Atua relé após a tensão de saída ter atingido seu
valor nominal.
Valores possíveis
OFF,ON
Fazer o by-pass da soft starter
Acionamento multimotor
Padrão de fábrica  OFF
Parâmetro de configuração

61. P46 - Valores Default
Restaura valores pré definidos na programação padrão
de fábrica
Valores possíveis
OFF,ON
Não afeta “P22” e “P23”
Padrão de fábrica  OFF
Parâmetro de configuração

62. P51 - Função do Relé RL1
Habilita o relé RL1 a operar conforme a seguinte
programação :
1 - Em funcionamento
2 - Em tensão plena
3 - Sentido de giro
Valores possíveis
1 ... 3
Padrão de fábrica  1
Parâmetro de configuração

63. Funcionamento do Relé RL1
UN
 Relé ligado
t(s)
Em funcionamento
t(s)
Em tensão plena
t(s)

64. Funcionamento do Relé RL1
 Relé ligado
UN
100%
Sentido
horário
do motor
500 ms
DI3
Sentido
anti-horário
do motor
t
+ 24Vcc
OV
RL1
Função Reversão
t
1s
t

65. P52 - Função do Relé RL2
Habilita o relé RL2 a operar conforme a seguinte
programação :
1 - Em funcionamento
2 - Em tensão plena
Valores possíveis
1 ... 3
3 - Frenagem CC
Padrão de fábrica  2
Parâmetro de configuração

66. Funcionamento do Relé RL2
UN
 Relé ligado
100%
P35
t
RL2
500 ms
Injeção C.C.
t
P34
1s
Não é possível realizar a frenagem CC quando a Soft-Starter estiver conectada dentro da ligação delta do motor

67. P53 - Entrada digital DI2
Habilita a entrada digital para operar conforme a seguinte
programação :
OFF - Sem função
1 - Reset de erros
2 - Erro externo
Valores possíveis
OFF,1 ... 4
3 - Habilita geral
4 - Comando três fios
Padrão de fábrica  1
Parâmetro de configuração

68. P54 - Entrada digital DI3
Habilita a entrada digital para operar conforme a seguinte
programação :
OFF - Sem função
1 - Reset de erros
2 - Erro externo
Valores possíveis
OFF,1 ... 4
3 - Habilita geral
4 - Sentido de giro
Padrão de fábrica  2
Parâmetro de configuração

69. P55 - Entrada digital DI4
Habilita a entrada digital para operar conforme a seguinte
programação :
OFF - Sem função
1 - Reset de erros
Valores possíveis
2 - Erro externo
OFF,1 ... 4
3 - Habilita geral
4 - Função JOG
Padrão de fábrica  OFF
Parâmetro de configuração

70. Função Jog
DI4
24 V
U
P33
P01
P02

71. P56 - Saída analógica
OFF - Sem função
1 - Corrente In %
2 - Tensão Un %
Valores possíveis
OFF,1 ... 4
3 - Fator de serviço
4 - Proteção térmica
Padrão de fábrica  OFF
Parâmetro de configuração

72. P61 - Habilitação de I/O Local
Executa as funções Liga/Desliga e Reset pelas
entradas digitais.
ON - Liga/Desliga através da IHM-3P
OFF - Liga/Desliga via entrada digital
Valores possíveis
OFF, ON
Padrão de fábrica  ON
Parâmetro de configuração

73. P62 - Endereço da Soft Starter
Indica o endereço da chave na rede de comunicação.
Valores possíveis
1 ... 30
Parâmetro de configuração
Padrão de fábrica  1
Parâmetro de configuração

74. P21 - Corrente do motor
Ajusta o valor da corrente do motor percentualmente em
relação a corrente nominal da chave.
Valores possíveis
OFF, 50 % ... 120 % (INOM)
Parâmetros do motor
Padrão de fábrica  30
Parâmetro do motor

75. P25 - Classes térmicas
Determina as curvas de atuação da proteção térmica do
motor conforme norma IEC 947-4-1.
Valores possíveis
5, 10, 15, 20, 25, 30
Parâmetros do motor
Padrão de fábrica  30
Parâmetro do motor

76. Motor In = 580 A, Ip/In = 3,5,
FS = 1,15, ta = 41 s. P25?
P25 = 25

77. Ambiente
• Condições não-permissíveis
– Exposição direta à raios solares, chuva, umidade excessiva ou maresia
– Gases ou líquidos explosivos ou corrosivos
– Vibração excessiva, poeira ou partículas metálicas óleos suspensos no
ar
• Condições permissíveis
– Temperatura
• 00...40ºC - Condições Nominais
• 40...55ºC - Corrente conforme tabela 8.2
– Umidade Relativa do Ar
• 5% a 90% sem condensação
– Altitude Máxima
• 0000...1000m - Condições Nominais
• 1000...4000m - Redução da corrente de saída em 10% para cada 1000 m

78. SSW-03 Plus - 3 cabos
P28 = OFF
IN
IN

79. SSW-03 Plus - 6 cabos
P28 = ON
0,578 X IN
0,578 X IN
0,578 X IN

80. 10 Partidas/hora

81. Fiação/Fusíveis recomendados

82. Operação pela IHM
Contator de
isolação na
potência
Caso o termostato não seja utilizado curto-circuitar 3-5.

83. Operação via Bornes
Contator de
isolação na
potência

84. Acionamento com By-pass
REDE
DI1
K1
SSW-03/04
RL1
K1
K2
M1
K3
K4
M2
K5
K6
M3

85. REDE
DI1
K1
SSW-03/04
RL1
K1
K2
M1
K3
K4
M2
K5
K6
M3

86. REDE
DI1
K1
SSW-03/04
RL1
K1
K2
M1
K3
K4
M2
K5
K6
M3

87. REDE
DI1
K1
SSW-03/04
RL1
K1
K2
M1
K3
K4
M2
K5
K6
M3