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Disciplina: ELETROTÉCNICA GERAL Professor: Guilherme Stecca Marcom
Curso: Turma: Nome: R.A.:Engª Mecânica 4º Semestre Alexandre Zecchi 1359484379Engª Mecânica 4º Semestre Gabriel Rodrigues 1310364624 Engª Mecânica 4º Semestre Gabriel F. S. Delfino 6000007460
04/05/2017CAPA
Tema do Trabalho
SOFT STARTER – PARTIDA SUAVE
Imagens: www.weg.net (acesso em: 01/05/2017).01
Introdução/Tópicos
Introdução e Tópicos que serão abordados:.
Nesta apresentação iremos explanar sobre SOFT STARTERS
(Partidas Suaves), tecnologia eletrônica aplicada na partidade motores de indução trifásicos. Decidimos dar um enfoquemais prático à apresentação e mais teórico no trabalho escrito..
Serão apresentados os seguintes tópicos:- Características dos sistemas de partida convencionais ;- Categorias de Emprego (ou Classes/Tipos de Partidas) ;- Comparação Soft Starters x Sistemas Convencionais ;- Funcionamento dos componentes eletrônicos da SS (SCR) ;- Definição de Soft Starter, Diagrama de Blocos, By-Pass ;- Aplicações, Benefícios e Versões/Modelos disponíveis ;- Descrição, características e recursos da SSW05 da WEG ;- Comparação Soft Starters x Inversores de Frequência .
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Sistemas de Partida
Sistemas de Partida Convencionais:
(acionamento do motor é realizado por contatores).
Objetivo: Reduzir o pico de corrente na partida..
� Partida Direta: o motor recebe 100% da Tensão no momento da partida (Ip pode chegar a 7x In !) ;
� Partida Y/∆: o motor recebe 57,8% no momento e depois de um tempo programado passa a 100% da Tensão ;
� Partida Compensadora: Um autotrafo, com derivações de 65, 80 e 100% da Tensão da rede, alimenta o motor ;
� Varivolt: Também com autotrafo mas com um cursor que permite variar de 0 à 100% a Tensão aplicada ao motor.
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Sistemas de Partida
http://siqueiraeletrica.blogspot.com.br/2010/09/partida-compensadora.html (acesso em: 01/05/2017).
http://www.voltamp.com/Varivolt.html (acesso em: 01/05/2017).
http://www.nuevaluz.cl/variac.html (acesso em: 01/05/2017). 04
Sistemas de Partida
Fonte: Soft Starters Training, WEG, 2016
CO
RR
EN
TE
TEMPO05
Sistemas de Partida
CO
RR
EN
TE
TEMPOFonte: Soft Starters Training, WEG, 2016 06
Categorias de Emprego
Fonte: Manual e Catálogo do Eletricista Industrial, Schneider Electric, 2009
Categorias de Emprego (Tipos de Partidas):.
Os contatores são dispositivos de acionamento elétricoque podem ser submetidos a exigentes regimes demanobras com tipos distintos de cargas.A norma NBR IEC60947-1 define os diferentes tipos decategorias de emprego que fixam os valores de corrente aestabelecer (partida) ou interromper (parada), mediantea utilização de contatores..
As Soft Starters seguem esta mesma norma pelo fato dedesempenharem a mesma função dos contatores.
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Categorias de Emprego
Fonte: Manual e Catálogo do Eletricista Industrial, Schneider Electric, 2009
� Categoria AC-2: Refere-se à partida e desligamento de motores de anéis ; À frenagemem contracorrente, e também, à partida por "impulsos" dos motores de anéis.No fechamento, o contator estabelece a corrente de partida em torno de 2,5 vezesa corrente nominal do motor. Na abertura, deverá interromper a corrente do motor emuma tensão no mínimo igual à tensão da rede. A interrupção é severa.
� Categoria AC-3: Motor de indução (gaiola); Partida e desligamento de motores em serviço.A interrupção se efetua com o motor em regime. No fechamento, o contator estabelece acorrente de partida que é de 5 a 7 vezes a In do motor. Na abertura, deverá interromper acorrente nominal absorvida pelo motor. Neste instante, a tensão nos bornes dos seuspolos é da ordem de 20% da tensão da rede. A interrupção da corrente torna-se fácil.
� Categoria AC-4: Motor de indução (gaiola): partida, inversão/reversão, intermitência.Refere-se à partida, com frenagem em contracorrente e à partida por "impulsos“ dosmotores de gaiola. O contator fecha com uma intensidade que pode atingir de 5 e atémesmo 7 vezes a corrente nominal do motor. Na abertura, ele interrompe esta mesmacorrente, sob uma tensão tanto maior quanto menor for a velocidade do motor. Estatensão pode ser igual à da rede. A interrupção é bastante severa. (Vídeo e Fotos Triturador)
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Triturador de Pneus
VÍDEO09
Eletrônica de Potência
Eletrônica de Potência utilizada em Soft Starters:.
Existe uma disciplina na área Eletrônica chamadaEletrônica de Potência (ou Eletrônica Industrial).Nesta disciplina são estudados os componentes utilizadosem etapas de potência (saídas) para acionamento econtrole de dispositivos industriais (motores elétricos,resistências elétricas, soldas elétricas, etc...).Estes componentes são os Semicondutores de Potência..
O melhor fabricante deste componentes é a SEMIKRON .
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Eletrônica de Potência
Fonte: Revista Saber Eletrônica, Ed. 377, Junho/2004
Os componentes que realizam a etapa de Potência de saída daSoft Starter são os SCR’s (Retificador Controlado de Silício).Os SCR´s pertencem à família dos Tiristores e foramdesenvolvidos em 1965 pelo Bell Telephone Laboratory (EUA).Na versão de Soft Starter que controla as três fases, cada fasepossui dois SCR’s interligados em antiparalelo, formando destaforma um TRIAC (Triodo AC).
Imagens: Application Manual Power Semiconductors, SEMIKRON, 201511
Eletrônica de Potência
Fonte: Mecatrônica Industrial, Pag. 10, CAPELLI, Alexandre – Editora Saber, 2002 12
Eletrônica de Potência
Fonte: Revista Saber Eletrônica, Ed. 377,
Junho/2004
RAMPA DE ACELERAÇÃO (PARTIDA)
RAMPA DE DESACELERAÇÃO (PARADA)
TENSÃO
TEMPO
TENSÃO
TEMPO
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Comparação entre a Eletrônica de Potência utilizada
em Soft Starters e a de Inversores de Frequência:
As Soft Starters utilizam SCR’s chaveando na mesmaFrequência da Rede: 60Hz, e variam somente a Tensão ;
Os Inversores de Frequência utilizam IGBT’s (TransistorBipolar de Gate Isolado) que permitem frequências maisaltas de chaveamento (20kHz). Possuem Controle EscalarV/f (variam Tensão e Frequência) e/ou Controle Vetorial.
Eletrônica de Potência
Fonte: Revista Saber Eletrônica, Ed. 377, Pág. 9, Junho/200414
Soft Starters (Partida Suave) é um equipamento eletrônico, deacionamento estático, que varia o valor da Tensão aplicada aum motor elétrico trifásico durante sua partida e parada..
Soft Starters possibilitam aceleração, desaceleração e proteçãode motores elétricos. A variação da Tensão elétrica aplicada aomotor, é obtida mediante o ajuste do ângulo de disparo dostiristores (SCR’s); Desta forma obtêm-se partidas e paradassuaves. Com o ajuste adequado das variáveis, o torqueproduzido é ajustado à necessidade da carga, garantindo que acorrente solicitada seja a mínima necessária para a partida.
O que é Soft Starter?
Fontes: Revista Saber Eletrônica, Ed. 377, Junho/2004
Website da WEG: www.weg.net (02/05/2017)15
Diagrama de Blocos:
Fonte: Apostila Soft Starters Training, Pág. 16,WEG, 2016.
Alimentação
Trifásica
Tensão de
Alimentação
Entradas
Digitais
Saídas
Digitais
Motor 3~
* * *
* Contatos do contator By-Pass
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Contator By-Pass
Fonte: Apostila Soft Starters Training, Pág. 16,WEG, 2016.
By-Pass é a função realizada por um contator em paralelo com asoft starter, que no final da partida, comandado pelo própriosinal de “Rotação nominal”, fecha ficando em paralelo com ostiristores, assumindo desta forma a alimentação do motor..
Na hora da parada por “Soft Stop”, o contator abre semfaiscamento, pois a interrupção da corrente ocorre na passagemda Tensão pelo ponto zero da função senoidal (zero crossover);os tiristores então assumem a alimentação do motor,sem interrupção e inicia-se a rampa de parada (desaceleração)..
O contator de By Pass apresenta portanto longa durabilidadepois não apresenta faiscamento na abertura e no fechamento.
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Soft Starter é especialmente recomendada para aplicações em:
� Bomba de vácuo a palheta ;� Bombas centrífugas ;� Calandras (partidas a vazio) ;� Compressores de parafuso (partindo em alívio) ;� Misturadores de Matéria Prima ;� Refinadores de celulose ;� Ventiladores axiais (baixa inércia - carga leve)...
� Classificadas nas Categorias de Emprego AC2 e AC3.
Aplicações
Fonte: Website da WEG: www.weg.net (acesso: 03/05/2017)18
Soft Starters proporcionam os seguintes benefícios:.
� Redução do Pico de Corrente na Partida do Motor ;� Proteção do Motor à Falta de Fase, Sub e Sobre Correntes ;� Contribui na isenção de multa da concessionária de energia ;� Contribui no programa de Eficiência Energética ;� Facilidade de operação, ajuste e manutenção ;� Instalação elétrica simples e rápida, ocupa pouco espaço ;� Aumenta a vida útil do motor e equipamentos mecânicos da
máquina acionada, eliminando choques e danos mecânicos ;� Redução dos esforços sobre acoplamentos e dispositivos de
transmissão (redutores, engrenagens, polias, correias, etc) ;� Proteção de bombas e circuitos hidráulicos (Golpe de Aríete).
Benefícios
Fonte: Website da WEG: www.weg.net (acesso: 03/05/2017) 19
Soft Starters possuem versões com 1, 2 ou 3 fases controladas..
� A versão mais econômica é a que controla apenas uma dastrês fases de alimentação do motor. Sua vantagem é o custobaixo às custas, é claro, de uma assimetria de Tensão entre asfases que gera muitas harmônicas durante a partida do motor ;
� Outra versão é a que controla duas fases (estrategicamenteL1 e L3). Embora de custo maior que a anterior, ainda assimexiste a assimetria de Tensão e gera harmônicas na rede ;
� A versão completa, com SCR’s controlando as três fases,possui uma eletrônica de controle bem mais elaborada,permite mais recursos de utilização e reduz consideravelmentea geração de ruídos e harmônicas na rede elétrica.
Fases Controladas
Fonte: Revista Saber Eletrônica, Ed. 377, Pág. 7, Junho/2004 20
Famílias/Modelos:
Imagens: Websites da WEG e da Schneider-Electric (acesso: 03/05/2017) 21
Visão Geral SSW05
Imagem: Catálogo Soft Starter SSW05 Plus, Pág. 3, WEG, 2014. 22
Proteções SSW05
Fonte: Manual Soft Starter SSW05 Plus, Pág. 76, WEG, 2014. 23
Falhas e Soluções
Fonte: Manual Soft Starter SSW05 Plus, Pág. 82, WEG, 2014.24
Ajustes SSW05
Fonte: Manual Soft Starter SSW05 Plus, Pág. 74, WEG, 2014.
Ajuste da Tensão Inicial:Regule o valor de tensão inicial mínimo para que comece a girar o motor.
Tempo de Aceleração:Ajuste o valor necessário para que o motor atinja a
sua rotação nominal.
Corrente do Motor:Ajuste de acordo com a
Corrente do motor acionado pela SSW05.
Tempo Desacelaração:Este ajuste deve ser feito
para melhor resultado prático (parada suave).
O ponto vermelho � indica a regulagem padrão de fábrica.
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Ligação Elétrica
Fonte: Manual Soft Starter SSW05 Plus, Pág. 74, WEG, 2014. 26
Tipos de Comando
Fonte: Catálogo AltiStart 01, Pág. 3, Schneider Electric, 2012. 27
Potências dos Motores
Fonte: Manual Soft Starter SSW05 Plus, Pág. 70, WEG, 2014.
Tam
anho
1Ta
m.2
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Dimensões SSW05
Fonte: Manual Soft Starter SSW05 Plus, Pág. 71, WEG, 2014.
� Soft Starters ocupam espaço menor que 30% do espaçoocupado só pelo autotransformador da partida compensadora!
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Como especificar
Dicas básicas para a especificação de Soft Starters:
� Para partidas consideradas leves, basta informar aovendedor a Tensão da rede e a Potência do Motor ;
� Analisar entre os modelos sugeridos qual apresentaa melhor relação custo/benefício... Mas levando emconta a geração de harmônicas durante a partida ;
� Para Partidas moderadas ou severas (heavy duty) érecomendável solicitar a visita do vendedor técnicodo fabricante de sua preferência.
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ComparaçãoComparação de recursos de funcionamento dastecnologias Soft Starters e Inversores de Frequência:.
� As Soft Starters apenas realizam a partida do motoraté este atingir 100% de sua rotação nominal ;
.
� Os Inversores de Frequência possuem uma vastagama de recursos que as Soft Starters não possuem:
� Regular rotação abaixo ou acima da nominal ;� Ter diferentes velocidades para cada estágio
de funcionamento da máquina (multi-speed) ;� Reversão do sentido de rotação; entre outros...
.
� Um Inversor pode substituir uma Soft Starter
mas o contrário raramente é possível! 31
Sistemas de Partida
Sistemas de Partida Convencionais:
Partida Direta, Partida Y/∆, Partida por Chave Compensadora.
Soft
Starter
Inversores de
Frequência
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Conclusões:Como podemos observar no decorrer da apresentação,as Soft Starters possuem várias áreas de aplicação.
É uma tecnologia que apresenta amplas vantagens emrelação aos sistemas de partida convencionais mas que,em termos de recursos de funcionamento, fica aquémdos recursos disponíveis nos Inversores de Frequência.
Apesar de (na nossa avaliação) a apresentação ter ficadoextensa, consideramos que ainda há outras informaçõessobre o assunto que, caso alguém necessite ou seinteresse, podem ser obtidas através da leitura e estudode catálogos e manuais dos fabricantes de Soft Starters.
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Bibliografia:Teoria, Literatura Técnica:
� Saber Eletrônica, Nº 377
� Mecatrônica Atual, Nº 18
� Mecatrônica Industrial, Nº 1
P E R G U N T A S
Imagens, Catálogos e Manuais:
� www.weg.net
� www.semikron.com
� www.schneider-electric.com.br
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Mensagem Final
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Boa noite a todos e obrigado por prestigiarem nossa apresentação!
Alexandre Zecchi� [email protected]
Gabriel Rodrigues � [email protected]
Gabriel Delfino � [email protected]
