Eletricidade Industrial - docente.ifsc.edu.br · RW 67.2D (63...80) Dimensionando o Relé de Sobrecarga FT1: O relé a ser escolhido deve ser escolhido pela corrente nominal do motor,

Prof. Gabriel Granzotto Madruga

Gabriel Granzotto Madruga www.lages.ifsc.edu.br e-mail: [email protected]

Aula 06 Partida com Chave Compensadora

Eletricidade Industrial

http://www.ifc-videira.edu.br/

mailto:[email protected]


Partida Compensadora

• Essa chave tem por finalidade, assim como a estrela triângulo, reduzir a corrente do motor no momento da partida;

• Para isso utiliza-se de um autotransformador conectado em série com as bobinas do motor durante a partida;

– O autotransformador promove a redução da tensão de alimentação do motor;

• Após transcorrido o tempo de partida, o autotransformador é desconectado do circuito, impondo ao motor a tensão de alimentação da rede.

• Na maioria das vezes, a chave compensadora é composta pelos seguintes equipamentos:

– Um autotransformador ligado em Y; - Três contatores;

– Um relé de Sobrecarga; - Um relé de tempo;

– Três fusíveis retardados. 2



Um diagrama de força da partida compensadora é descrito abaixo:

3


Autotransformador de Partida

4

• O autotransformador de partida possui um núcleo magnético plano, formado por três colunas de chapa de aço-silício fechadas no topo;

• Os terminais inferiores desses enrolamentos são conectados em Y, formando um centro que é suspenso;

• Ao longo do enrolamento do autotransformador são feitos TAP’s operacionais nas alturas das tensões de 50%, 65% e 80%;



O funcionamento de um autotransformador está representado abaixo, juntamente com o seu aspecto construtivo e o seu circuito elétrico:

5



• A corrente I1, através da parte superior ou em série do enrolamento de N1 espiras, produz o fluxo magnético Φ1;

• Pela Lei de Lenz, a corrente natural da parte inferior do enrolamento (de N2 espiras) produz um fluxo oposto Φ2;

• Portanto, a corrente I2 sai do enrolamento pelo TAP, identificado como ponto b;

• O autotransformador constitui um enrolamento eletricamente contínuo, com um ou mais pontos de força (TAP), em um núcleo magnético.

6



Corrente e Torque na Partida Compensadora:

A tensão do motor é reduzida, fazendo com que a corrente que circula no enrolamento do motor no momento da partida também seja reduzida;

Obviamente, a corrente e o torque de partida ficarão dependentes do TAP escolhido para o acionamento da máquina;

De acordo com a equação do torque descrita abaixo, a redução da tensão para o acionamento da carga acarreta na redução do torque de partida, assim como na partida estrela-triângulo;

7



Conjugado de Partida da Chave Compensadora:

Pelo fato de utilizarmos o autotransformador na partida, devemos levar em conta as relações de transformação:

8

Considerando um autotransformador ideal (sem perdas):

Fator a Relação das espiras (fator de redução da tensão de entrada)




Como sabemos, o torque é dado pela equação:

Assim, temos um torque de partida nominal dado por:

O conjugado com a adição da chave compensadora será:

9




Como , substituindo na equação do torque temos:

Como a tensão de entrada do autotransformador é a própria tensão da fonte de alimentação, então:

Ou seja, o conjugado compensado é o produto do conjugado nominal (obtido com a aplicação da tensão nominal do motor) pela relação do número de espiras ao quadrado.

10




Então, deve-se ter cuidado durante a aplicação desta chave de partida. Se o motor não partir com o TAP escolhido, deve-se aumentar o TAP para que o torque de partida seja mais elevado.

11



Correntes de Partida na Chave Compensadora:

Para K1:

12




Para K2:

13

Primeiro é necessário encontrar Is. Para isso, utilizamos a impedância do motor:

Quando aplicamos a tensão reduzida, obtemos:

Como a impedância do motor é constante, então:




Para K2:

14

Substituindo Z e Z’ pelas tensões e correntes nominais:

Onde k = a é o fator de transformação ajustado para o TAP do transformador. Isolando a corrente Is nesta equação, temos:




Para K2:

15

Considerando um transformador sem perdas:

A corrente no contator K2 então, será:




Para K3:

16

Para o contator K3:




Para FT1:

17

Para o relé térmico FT1:




Mas e a corrente de partida???

18

A corrente de partida será a corrente que circula pelo contator K2 no momento da partida:




Para o fusível, voltamos a utilizar a mesma regra que a partida direta:

19

Ip

Tp

IF 1,2 x In

IF IFmáxK1

IF IFmáxFT1

4.

4.

4.

I k2 x Ip




20




21


Partida Compensada

22

M ~ 3

FT1

F1,2,3

L2 L3 L1

K2 K3 K1

0% 0% 0%

65% 65% 65%

80% 80% 80%

100% 100% 100%


Partida Compensada

23

KT1

FT1

S0

S2 K1

L

N

K1

K3

K2

K2 K3 K1

K3

H1 M

~ 3

K2 K3 K1

F1,2,3

L1, L2, L3

H2

FT1

KT1 K1 K2


Partida Compensada

24

L

KT1

FT1

S0

S2 K1

N

K1

K3

K2

K2 K3 K1

K3

H1 M

~ 3

K2 K3 K1

F1,2,3

L1, L2, L3

H2

FT1

KT1 K1 K2


Partida Compensada

25

KT1

FT1

S0

S2 K1

L

N

K1

K3

K2

K2 K3 K1

K3

H1 M

~ 3

K2 K3 K1

F1,2,3

L1, L2, L3

H2

FT1

KT1 K1 K2


Partida Compensada

26

KT1

FT1

S0

S2 K1

L

N

K1

K3

K2

K2 K3 K1

K3

H1 H2

KT1 K1 K2

M ~ 3

K2 K3 K1

F1,2,3

L1, L2, L3

FT1


Partida Compensada

27

KT1

FT1

S0

S2 K1

L

N

K1

K3

K2

K2 K3 K1

K3

H1 M

~ 3

K2 K3 K1

F1,2,3

L1, L2, L3

H2

FT1

KT1 K1 K2


Partida Compensada

28

KT1

FT1

S0

S2 K1

L

N

K1

K3

K2

K2 K3 K1

K3

H1 M

~ 3

K2 K3 K1

F1,2,3

L1, L2, L3

H2

FT1

KT1 K1 K2


Partida Compensada

29

Dimensionar uma chave de partida compensadora para um motor de

30cv, VIII pólos, 220V/60Hz, com comando em 220V, tap de 80%, Tp =

15s.

In (220V) = 77,1A

0,8In

Ip

Dados do Catálogo de Motores WEG:

M ~ 3

K2 K3 K1

F1,2,3

L 1,2,3

FT1

Ip = 617A


Partida Compensada

30

CWM 80.11.220.60 + BCXMF 01

Dimensionando o Contator K1:

Ie In

Ie 77,1 A

Portando, o contator a ser escolhido, de

acordo com o catálogo será:

K1


Para dimensionar o contator K2, tem-se que levar em consideração o tap

utilizado o qual reduzirá a tensão e a corrente do secundário do

autotransformador por um fator “k” (no caso de 80%, k = 0,8 ) . Para K2,

teremos: Ie k2 x In

Ie 49,3 A

CWM 50.11.220.60 + BCXMF 10 K2

Portando, o contator a ser escolhido, de acordo com o catálogo será:


Partida Compensada

31

CWM 18.11.220.60


Ie ( k - k2 ) x In

Ie 12,3 A

Portando, o contator a ser escolhido, de acordo com o catálogo será:

K3

No caso de K3, leva-se em consideração o fator “( k - k2 ) x In ” , que para o

tap de 80% será 0,16 x In:

Prof. Gabriel Granzotto Madruga 32

Partida Compensada

RW 67.2D (63...80)

Dimensionando o Relé de Sobrecarga FT1:

O relé a ser escolhido deve ser escolhido pela corrente nominal do motor, ou

seja: Ie In

Ie 77,1 A

Logo, o relé a ser escolhido será:

Dimensionando o Relé de Tempo

RTW .02.15.220.1E


Partida Compensada

33

Na partida compensadora, a corrente de partida reduz pelo fator “ k2 = 0,64 ”,

ou seja:

Dimensionando os Fusíveis:

394,9A Ip

15s

Tp 125A 100A

Portanto, o fusível encontrado é IF = 125A

Verificando as condições necessárias, tem-se:

IF 1,2 x In

IF IFmáxK1

IF IFmáxFT1

.

.

.

I k2 x Ip

I 394,9 A

Levando em consideração esta corrente e o

tempo de partida, procura-se no gráfico:


Partida Compensada

Considerações da Partida Compensadora:

A partida compensadora permite a escolha de diversos níveis de

tensão de partida, ao contrário da Y-Δ (apenas tensão de fase);

Permite também maiores torques de partida em relação à Y-Δ (um terço);

O conjugado de partida da carga deve ser inferior à pelo menos metade do conjugado de partida do motor;

É indicada para motores de potência elevada (geralmente acima de 15 cv), como por exemplo, britadoras e máquinas acionadas por correia;

34


Partida Compensada

Vantagens da Partida Compensadora:

Possibilidade de variar o TAP (50, 65, 80, 85, 90%);

Utilizando o TAP de 65%, a redução é próxima da tensão da Y-Δ;

Na comutação para a plena tensão, não acontece um pico de corrente;

O valor da tensão da rede pode ser igual ao valor de tensão da ligação triângulo ou estrela do motor;

O autotransformador pode funcionar como um indutor durante a transição para tensão plena;

O motor necessita de apenas três bornes. 35


Partida Compensada

Desvantagens da Partida Compensadora:

Maior custo em relação à partida estrela-triângulo;

Maior espaço ocupado no painel devido à utilização de um autotransformador;

36


Exercício - Partida compensada

• Crie um circuito de comando que faça o controle do circuito de partida compensada abaixo.

– Primeiro acionar K2 e K3 e depois apenas K1

• No CADe_SIMU, simule o circuito

37


Partida Compensada

• Circuito a ser simulado

38


Partida Compensada

• Com reversão automática

39


S0

Montagem Prática

40

FT1

S1 K1

L

N

K1

K3

K2

K2 K3 K1

K3

H1 H2

K1 S2

Documents

Eletricidade Industrial - docente.ifsc.edu.br · RW 67.2D (63...80) Dimensionando o Relé de Sobrecarga FT1: O relé a ser escolhido deve ser escolhido pela corrente nominal do motor,