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Controladores SMC Cód. Cat. 150
Guia de Produto e Aplicação
SMC-Delta
SMC-3
Informações Importantes ao Usuário Por causa da diversidade de usos dos produtos descritos nesta publicação, os responsáveis pela
aplicação e uso deste equipamento de controle devem certificar-se de que todas as etapas
necessárias foram seguidas para garantir que cada aplicação e uso cumpram todos os requisitos
de desempenho e segurança, incluindo todas as leis, regulamentações, códigos e padrões
aplicáveis.
As ilustrações, gráficos, exemplos de programas e de layout mostrados neste manual são apenas
para fins ilustrativos. Visto que há diversas variáveis e requisitos associados a qualquer instalação
em especial, a Rockwell Automation não assume a responsabilidade (incluindo responsabilidade
por propriedade intelectual) pelo uso real baseado nos exemplos mostrados nesta publicação.
A publicação SGI-1.1, Diretrizes de Segurança para Aplicação,Instalação e Manutenção dos
Dispositivos de Controle Eletrônico (disponível no escritório local da Rockwell Automation),
descreve algumas diferenças importantes entre os equipamentos eletrônicos e dispositivos
eletromecânicos, que devem ser levadas em consideração ao utilizar produtos como os descritos
nesta publicação.
As instruções de atenção ajudam você a:
• identificar e evitar um perigo
• reconhecer as conseqüências
Allen-Bradley SMC, SMC-3 e SMC-Delta são marcas registradas da Rockwell Automation
ATENÇÃO
!
Identifica as informações sobre práticas ou circunstâncias que possam
causar ferimentos pessoais ou morte, danos à propriedade ou perdas
econômicas.
IMPORTANTE Identifica as informações críticas para aplicação e compreensão
bem-sucedidas do produto.
i Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
Sumário
Capítulo 1Controlador de Motor Inteligente SMC-Delta
Descrição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1Modo de Operação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1Recursos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Diagramas de Fiação Típicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4Aplicações . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Capítulo 2Controlador de Motor Inteligente SMC-3™
Descrição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1Modo de Operação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1Recursos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Diagramas de Fiação Típicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6Aplicações . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Capítulo 3 Considerações Especiais sobre Aplicação dos Controladores SMC-Delta e SMC-3
Proteção contra Sobrecarga de Motor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1Contatores de Reversão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1Uso de Módulos de Proteção. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1Redução de Capacidade (Derating) devido à Altitude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Contator de Isolação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Capítulo 4Matriz de Aplicações da Linha de Produto SMC
Descrição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Capítulo 5Filosofia do Projeto Filosofia, Condições da Tensão de Linha, Faixas Térmicas e de Corrente, Choque
Mecânico e Vibração, Imunidade a Ruído e RF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Altitude, Poluição e Configuração . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Capítulo 6Partida por Tensão Reduzida Introdução à Partida por Tensão Reduzida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Tensão Reduzida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Estado Sólido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Capítulo 7Partidas de Estado Sólido Através do Uso de SCRs
Partidas de Estado Sólido Através do Uso de SCRs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Capítulo 8Referência Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Velocidade/Torque/Potência (Hp) de Saída do Motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1Torque e Potência HP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1Cálculo do Torque (Torque de Aceleração Requisitada p/Movimentação de Rotação 4Cálculo da Potência HP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4Inércia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4Fórmulas de Torque. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5Fórmulas de Motor CA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5Características de Torque em Aplicações Comuns. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
Controladores SMC ������������� ����� �������������� ������� ������
��� ��������� ��������� ���� �������� ���������� ������������
�������������� ���!������ ��� "�������������� ��#���� �$���
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��������������������-����-��(�.
★ = Disponível➊ SMC-Delta requer um motor estrela-triângulo
Recursos�����������
��� ����
Controlador SMC-3
200…600 V1…64 A
200…600 V1…37 A
Partida suave ★
Impulso de partida ★
Partida por limite de corrente ★ ★
Parada suave ★
Parada normal ★ ★
Auxiliar de falha - normalmente aberto
★ ★
Contato auxiliar ★
Contato auxiliar na lateral (opcional)
★ ★
Indicação de falha ★ ★
Proteção contra sobrecarga ★ ★
Reversão de fase ★
Desequilíbrio de fase ★ ★
Controle dentro do triângulo ➊ ★
Capítulo 1
Controlador de Motor Inteligente SMC-Delta
DescriçãoO Controlador de Motor Inteligente SMC-Delta (SMC) é um controlador de estado sólido compacto e multifuncional utilizado nos tradicionais motores estrela-triângulo com 6 condutores. O SMC-Delta é um substituto para as tradicionais aplicações de partida eletromecânica de motores.
A cablagem da alimentação do controlador SMC-Delta é conectada em uma configuração dentro do triângulo e, em seguida, conectada ao motor estrela-triângulo de seis conectores. As conexões individuais efetuadas nas configurações estrela e triângulo não são mais necessárias, pois o controlador SMC-Delta aplica eletronicamente uma partida de tensão reduzida. O ajuste do limite por corrente da partida pode ser realizado para se adequar às aplicações necessárias.
Outro recurso único do SMC-Delta utilizado para as aplicações estrela-triângulo, são os bypass incorporados, SCRs que controlam todas as três fases, e uma capacidade térmica de 350% da capacidade nominal por 15 segundos a uma temperatura de 50ºC (122ºF).
Para aplicar um Controlador SMC-Delta em um motor Estrela-Triângulo, a cablagem da alimentação do SMC-Delta é simplesmente conectada em uma configuração dentro do triângulo e, em seguida, conectada ao motor. A corrente de partida também pode ser ajustada com uma programação de parâmetros.
A linha de produto SMC-Delta inclui faixas de tensão: 3...64 A, 200...600V, 50/60 Hz, e atende os padrões UL e IEC, Listado cULus e marcado CE. As faixas de tensão de controle incluem 24 Vca/cc e 100...240Vca. Estas cobrem as aplicações até 40 HP.
Figura 1.1 Controlador SCM-Delta
Modo de OperaçãoO modo de operação mostrado a seguir é padrão dentro de um único controlador:
Partida por Limite de Corrente
Este modo de partida é utilizado para limitar a corrente máxima de partida.O ajuste da corrente é feito por minisseletoras e pode ser ajustado entre 150...350% da corrente de plena carga. O tempo de partida é ajustado entre 2...15 segundos.
Figura 1.2 Partida por Limite de Corrente
Corrente dePlena Carga
(%)
PartidaTempo (segundos)
350%
150%
1 Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
1-2 Controlador de Motor Inteligente SMC-Delta
Recursos
Sobrecarga Eletrônica
O controlador SMC-Delta atende as necessidades de aplicação como um dispositivo de proteção contra sobrecarga do motor. A proteção contra sobrecarga é realizada eletronicamente através de um algoritmo I2t.
A proteção contra sobrecarga é feita por minisseletoras e proporciona ao usuário maior flexibilidade. A seleção da classe de desarme de sobrecarga consiste em OFF, 10, 15 ou 20. O transformador da corrente (TC) monitora cada fase. A taxa da corrente de plena carga do motor é ajustada por um potenciômetro. A opção de reset da sobrecarga é selecionada através do modo manual ou automático. Um dispositivo de reset remoto Cód. Cat. 193-ER1 pode ser instalado mecanicamente.
Indicação de Falha
O controlador SMC-Delta monitora tanto a pré-partida como a operação. Um único LED usado para exibir a indicação de Energização e de Falha como para indicar uma falha. Caso o controlador detecte uma falha, o controlador SMC-Delta desliga o motor e o LED exibe a correta condição de falha.
O controlador monitora as seguintes condições:
• Sobrecarga
• Sobretemperatura
• Perda de fase/Carga aberta
• Desequilíbrio de fase
• SCR em curto-circuito
Qualquer condição de falha fará com que os contatos auxiliares mudem de estado e com que o circuito de retenção seja liberado. Todas as falhas podem ser removidas através do botão de reset ou desligando-se a alimentação de controle. A sobrecarga e a sobretemperatura são condições baseadas no tempo que podem requerer espera por um período de resfriamento adicional, antes que o reset seja possível.
Descrição dos Terminais de Controle
O SMC-Delta possui cinco (5) terminais de controle localizados na frente do controlador. Estes terminais são descritos a seguir:
Contatos Auxiliares
Um (1) contato seco é fornecido com o controlador SMC-Delta. O contato é protegido contra toque acidental com os dedos e possui indicação de falha.
Um relé auxiliar nº 1 montado na lateral pode ser adicionado como um acessório e é programável através da minisseletora nº 8, com indicação de normal/na velocidade.
Tabela 1.A Descrição do Terminal de Controle SMC-Delta
Número do Terminal Descrição
A1 Alimentação de Controle/Entrada de partida
1 Entrada de parada
A2 Alimentação de controle comum
97 Relé N.A. - Contato auxiliar para indicação de falha
98 Relé N.A - Contato auxiliar para indicação de falha
Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
Controlador de Motor Inteligente SMC-Delta 1-3
Configuração das Minisseletoras
As tabelas mostradas a seguir descrevem os detalhes da programação das Minisseletoras do SMC-Delta:
Tabela 1.B Tempo de Partida
Tabela 1.C Reset da Sobrecarga
Tabela 1.D Ajuste da Partida por Limite de Corrente
Tabela 1.E Relé Auxiliar Opcional no. 1
Tabela 1.F Seleção da Classe de Sobrecarga
Figura 1.3 Seqüência de Operação do SMC-Delta
Número Descrição
1 Tempo de partida
2 Tempo de partida
3 Ajuste da partida por limite de corrente
4 Ajuste da partida por limite de corrente
5 Seleção da classe de sobrecarga
6 Seleção da classe de sobrecarga
7 Reset da sobrecarga
8 Relé auxiliar opcional no.1
Número da Minisseletora
1 2 Tempo (segundos)
OFF OFF 2
ON OFF 5
OFF ON 10
ON ON 15
Número da Minisseletora
7 Reset
OFF Manual
ON Automático
Número da Minisseletora
3 4 Ajuste por Limite de Corrente
OFF OFF 150%
ON OFF 250%
OFF ON 300%
ON ON 350%
Número da Minisseletora
8 Ajuste
OFF Normal
ON Na Velocidade
Número da Minisseletora
5 6 Classe de Desarme
OFF OFF OFF
ON OFF 10
OFF ON 15
ON ON 20
PARTIDA OPERAÇÃO PARADA
Tempo
Velo
cida
de d
o M
otor
Parada Normal
Partida
Parada
A11
Normal Na Velocidade
23-2423-24
Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
1-4 Controlador de Motor Inteligente SMC-Delta
Diagramas de Fiação Típicos
Configuração de Dois Fios���
����
1
-E1(CONEXÕES DEALIMENTAÇÃO)
1 3 5
2 4 6
H1 H4H3 H2
-TC TRANS.
X2 X1
TERRA
DISPOSITIVOS
DE DOIS FIOS
SMC-DELTA TERMINAIS DE CONTROLE
SOBRECARGA/FALHA
-M M3~
A1 1 A2 97 98
-E1
T5
T4
T6
T1
T2
T3
SMC-DELTA(CONEXÕES DEALIMENTAÇÃO)
H1 H4H3 H2
MOTOR
TRANS.
X1 X2
TERRA
DISPOSITIVOSDE DOIS FIOS
SMC-DELTA TERMINAIS DE CONTROLE
SOBRECARGA/FALHA
A1 1 A2 97 98
1
L1/1
L2/3
L3/5
T1/2
T2/4
T3/6
T1
T2
T3
T5
T4
T6
Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
Controlador de Motor Inteligente SMC-Delta 1-5
Diagramas de Fiação Típicos, Continuação
����������� �����������
���
����
-E1(CONEXÕES DEALIMENTAÇÃO)
1 3 5
2 4 6
H1 H4H3 H2
-TC TRANS.
X2 X1
TERRA
SMC-DELTA TERMINAIS DE CONTROLE
SOBRECARGA/FALHA
-M M3~
A1 1 A2 97 98
-E1
T5
T4
T6
T1
T2
T3
1
-SB2
-SB3PARTIDA
OPÇÃO DEPARADA
SMC-DELTA(CONEXÕES DEALIMENTAÇÃO)
H1 H4H3 H2
MOTOR
TRANS.
X1 X2
TERRA
OPÇÃO DEPARADA
SMC-DELTA TERMINAIS DE CONTROLE
SOBRECARGA/FALHA
A1 1 A2 97 98
1
L1/1
L2/3
L3/5
T1/2
T2/4
T3/6
T1
T2
T3
T5
T4
T6
PARTIDA
Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
1-6 Controlador de Motor Inteligente SMC-Delta
Diagramas de Fiação Típicos, Continuação����� ��������������� ������������
���
����
-E1(CONEXÕES DEALIMENTAÇÃO)
1 3 5
2 4 6
H1 H4H3 H2
-TC TRANS.
X2 X1
TERRA
SMC-DELTA TERMINAIS DE CONTROLE
SOBRECARGA/FALHA
-M M3~
A1 1 A2 97 98 23 24
-E1
T5
T4
T6
T1
T2
T3
-SB2
-SB3PARTIDA
OPÇÃO DEPARADA
1 3 5
2 4 6
AUX. Nº 1(NORMAL)
-KM
1
SMC-DELTA(CONEXÕES DEALIMENTAÇÃO)
H1 H4
H3 H2
MOTOR
TRANS.
X1 X2
TERRA
SMC-DELTA TERMINAIS DE CONTROLE
SOBRECARGA/FALHA
A1 1 A2 97 98 23 24
1
L1/1
L2/3
L3/5
T1/2
T2/4
T3/6
T1
T2
T3
T5
T4
T6
IC
OPÇÃO DEPARADA
PARTIDA
IC
AUX. Nº 1(NORMAL)
Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
Controlador de Motor Inteligente SMC-Delta 1-7
Diagramas de Fiação Típicos, Continuação����� ������������ ���
��������������������������������������������� !��������"
���
����
-E1(CONEXÕES DEALIMENTAÇÃO)
1 3 5
2 4 6
H1 H4H3 H2
-TC TRANS.
X2 X1
TERRA
SMC-DELTA TERMINAIS DE CONTROLE
SOBRECARGA/FALHA
-M M3~
-E1
-KM1 -KM2
-KM2 -KM1 -Km2 -KM1
-KM1 -Km2
-SA
A1 1 A2 97 98
T5
T4
T6
T1
T2
T3
SMC-DELTA(CONEXÕES DEALIMENTAÇÃO)
H1 H4
H3 H2
MOTOR
TRANS.
X1 X2
TERRA
DESLIGADO
1
L1/1
L2/3
L3/5
T1/2
T2/4
T3/6
F
R
F
R
R
F
R
F
PARA FRENTE REVERSO
SMC-DELTA TERMINAIS DE CONTROLE
SOBRECARGA/FALHA
A1 1 A2 97 98
T1
T2
T3
T5
T4
T6
Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
1-8 Controlador de Motor Inteligente SMC-Delta
AplicaçõesEsta seção descreve algumas das diversas aplicações do controlador SMC-Delta.
As ilustrações estão inclusas a fim de auxiliar na identificação de cada aplicação. As características nominais do motor estão especificadas, mas podem variar em outras aplicações típicas.
As aplicações típicas incluem:
• Guindastes de ponte
• Troles
• Monotrilhos
• Máquinas de empacotar
• Portas suspensas
• Transportadores
• Equipamentos de manuseio de materiais
Figura 1.4 Transportador com Partida por Limite de Corrente
• Compressores
• Ventiladores e bombas
• Ascensores
• Elevadores
Problema
Um transportador acionado por um motor Estrela-Triângulo é utilizado para, continuamente, transportar troncos. A correia de transmissão estava quebrada devido a uma partida descontrolada, o que provocou interrupções durante a produção e perda de produtividade. O espaço no painel era muito limitado.
Solução
Devido ao projeto compacto, o controlador SMC-Delta foi facilmente instalado no espaço deixado pela partida anterior. Foi selecionada uma partida de 10 segundos, o que reduziu o torque de partida e o choque no sistema mecânico.
Motor
TRONCO TRONCO
Correia
480 V25 HP18,5 kW
Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
Controlador de Motor Inteligente SMC-Delta 1-9
Figura 1.5 Compressor com Partida por Limite de Corrente
Problema
Um OEM de compressores exportava seus equipamentos para o exterior. Os compressores eram acionados por motores estrela-triângulo. Houve muitos requisitos diferentes de tensão e freqüência a serem atendidos por causa do destino final do compressor. Devido aos requisitos de alimentação da empresa e ao estresse mecânico no compressor, uma partida de tensão reduzida foi requisitada. Isto fez com que o pedido e o armazenamento de peças sobressalentes fosse difícil.
Solução
O controlador SMC-Delta foi instalado e ajustado para uma partida de 10 segundos e por limite de corrente de 350%, o que reduziu a tensão do motor durante a partida e atendeu as exigências da fornecedor de energia. Ao reduzir a tensão, o torque de partida também foi reduzido, minimizando o choque no compressor. O espaço no painel foi economizado devido ao recurso de sobrecarga incorporado no controlador SMC-Delta.
Figura 1.6 Elevador de Passageiros
Problema
Um elevador de passageiros acionado por um motor estrela-triângulo requer uma partida suave a fim de eliminar o choque ocorrido durante a partida direta. Devido ao tamanho do painel, foi necessário colocar uma partida suave para que coubesse no espaço deixado pela partida eletromecânica do motor.
Solução
Foi instalado um controlador SMC-Delta com uma interface opcional. O tempo de partida foi de 2 segundos, o que reduziu o torque de partida e eliminou o choque durante a partida. A interface opcional permitiu que todas as fiações de controle fossem conectadas diretamente no controlador SMC-Delta, eliminando a necessidade da partida eletromecânica do motor. O tamanho reduzido do controlador SMC-Delta permitiu seu encaixe no espaço deixado pela partida eletromecânica do motor.
Portas da Válvula Rotativa
Motor
Filtro de Ar
Válvula de Entrada480 V25 HP18,5 kW
Motor Bomba Hidráulica
Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
1-10 Controlador de Motor Inteligente SMC-Delta
Notas:
Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
Capítulo 2�
Controlador de Motor Inteligente SMC-3™
DescriçãoO Controlador de Motor Inteligente SMC-3 é um controlador de estado sólido compacto, multifuncional, usado em motores padrões de indução tipo gaiola trifásicos com partidas de motor de tensão reduzida e em cargas resistivas de controle. Ele substitui as soluções típicas de concorrentes.
A linha de produtos SMC-3 inclui as faixas de corrente: 1...37 A, 200...600V, 50/60 Hz, e é compatível com as normas UL, EN e IEC, Listado cULus e marcado CE. As classificações de tensão de controle incluem 24 Vca/cc e 100...240 Vca. Cobre aplicações de até 25 HP.
Figura 2.1 Controlador SMC-3™
Modos de OperaçãoOs seguintes modos de operação são padrões com um controlador único:
• Partida suave
• Partida por limite de corrente
• Impulso de Partida
• Parada Suave
Partida Suave
A partida suave é o método mais comum de acionamento. A configuração de torque inicial é selecionável por chave minisseletora como uma porcentagem do torque de rotor travado , com faixa de 15...65% do valor total. O tempo de partida é configurado pelo usuário, com faixa de 2...15 segundos.
Figura 2.2 Partida Suave
Partida Operação
100%
Tensão%
TorqueInicial
Tempo (segundos)
1 Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
2-2 Controlador de Motor Inteligente SMC-3™
Partida por Limite de Corrente
Este modo de partida é usado quando for necessário limitar a corrente máxima de partida. É selecionável por uma chave minisseletora e pode ser ajustado de 150...450% da corrente de plena carga O tempo de partida por limite de corrente é selecionado pelo cliente, com faixa de 2...15 segundos.
Figura 2.3 Partida por Limite de Corrente
Impulso de Partida Selecionável
O recurso de impulso de partida fornece um impulso no startup para acionar cargas que possam requisitar um pulso de alto torque para iniciarem. O propósito é fornecer um pulso de corrente de 450% da corrente de plena carga, ajustável pelo usuário de 0,0...1,5 segundos.
Figura 2.4 Partida Suave com Impulso de Partida Selecionável
Parada Suave
Esta função pode ser usada em aplicações que requisitam parada normal estendida. Quando selecionada, o tempo de parada pode ser de 100, 200 ou 300% do tempo de partida. Os tempos de partida e parada são interdependentes no ajuste. A carga parará quando a tensão cair a um ponto no qual o torque da carga é maior que o torque do motor.
Figura 2.5 Parada Suave
Corrente dePlena Carga
(%)
PartidaTempo (segundos)
450%
150%
Tempo (segundos)
Tensão(%)
100
TorqueInicial
Partida Operação
Impulso dePartida
Tempo (segundos)
100
Tensão(%)
TorqueInicial Parada Normal
Partida Operação Parada Suave
Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
Controlador de Motor Inteligente SMC-3™ 2-3
Recursos
Sobrecarga Eletrônica
O controlador SMC-3 atende aos requisitos aplicáveis como um dispositivo de proteção contra sobrecarga do motor. A proteção contra sobrecarga é alcançada eletronicamente, através do algoritmo I2t.
A sobrecarga é selecionável por uma chave minisseletora, o que fornece flexibilidade ao usuário. A classe de desarme da sobrecarga é selecionável para proteção em OFF ou 10, 15 ou 20. Um TC monitora cada fase. A classificação de corrente de plena carga do motor é configurada por um potenciômetro. A opção de reset da sobrecarga pode ser operada de forma manual ou automática. Um dispositivo de reset remoto, Cód. Cat. 193-ER1, pode ser encaixado mecanicamente.
Indicação de Falhas
O controlador SMC-3 monitora os modos de pré-partida e de operação. Um único LED é usado para exibir a indicação de Energização e de Falha. Caso o controlador detecte uma falha, o controlador SMC-3 desliga o motor e o LED exibe a condição correta de falha.
O controlador monitora as seguintes condições:
• Sobrecarga
• Sobretemperatura
• Inversão de fase
• Perda de fase/Carga aberta
• Desequilíbrio de fase
• SCR em curto-circuito
Qualquer condição de falha fará com que os contatos auxiliares mudem de estado e com que o circuito de retenção seja liberado. Todas as falhas podem ser removidas através do botão de reset ou desligando-se a alimentação de controle. A sobrecarga e a sobretemperatura são condições baseadas no tempo que podem requerer espera por um período de resfriamento adicional, antes que o reset seja possível.
Descrição do Terminal de Controle
O SMC-3 possui 8 (oito) terminais de controle na parte frontal do controlador. Estes terminais de controle são descritos abaixo:
Contatos Auxiliares
Dois (2) contatos secos são fornecidos como padrão com o controlador SMC-3. Estes contatos são protegidos contra toques acidentais com os dedos. O primeiro contato é para indicação de falhas. O relé auxiliar nº 1 é programável através da minisseletora nº 14, com indicação normal/na velocidade . Um relé auxiliar nº 2 adicional montado na lateral pode ser adicionado como acessório e programado através da minisseletora nº 15, com indicação normal/na velocidade.
Tabela 2.A Descrição do Terminal de Controle do SMC-3
Número do Terminal Descrição Número do Terminal Descrição
A1 Entrada da Alimentação de Controle 97 Relé N.A. - contato auxiliar para indicação de falha
A2 Comum da alimentação de controle 98 Relé N.A. - contato auxiliar para indicação de falha
IN1 Entrada da partida 13 Relé auxiliar N.A. nº 1 (normal/na velocidade)
IN2 Entrada da parada 14 Relé auxiliar N.A. nº 1 (normal/na velocidade)
Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
2-4 Controlador de Motor Inteligente SMC-3™
Configuração da Minisseletora
As seguintes tabelas descrevem os detalhes de programação das Minisseletoras do SMC-3
Tabela 2.B Tempo de Partida
Tabela 2.C Modo de Partida (Limite de Corrente ou Partida Suave)
Tabela 2.D Configuração da Partida por Limite de Corrente (quando selecionada)
Tabela 2.E Configuração do Torque Inicial da Partida Suave (quando selecionada)
Número da Posição Descrição
1 Tempo de partida
2 Tempo de partida
3 Modo de partida (limite de corrente ou partida suave)
4 Configuração da partida por limite de corrente (quando selecionada) ou Configuração do torque inicial da partida suave (quando selecionada)
5 Configuração da partida por limite de corrente (quando selecionada) ou Configuração do torque inicial da partida suave (quando selecionada)
6 Parada suave
7 Parada suave
8 Não Usado
9 Impulso de Partida
10 Impulso de Partida
11 Seleção da classe de sobrecarga
12 Seleção da classe de sobrecarga
13 Reset da sobrecarga
14 Relé auxiliar nº 1 (normal ou na velocidade )
15 Relé auxiliar opcional nº 2 (normal ou na velocidade )
16 Verificação da rotação de fase
Número da Minisseletora
1 2 Tempo (segundos)
OFF OFF 2
ON OFF 5
OFF ON 10
ON ON 15
Número da Minisseletora
3 Configuração
OFF Limite de corrente
ON Partida suave
Número da Minisseletora
4 5 Limite de Corrente % FLA
OFF OFF 150%
ON OFF 250%
OFF ON 350%
ON ON 450%
Número da Minisseletora
4 5 Torque Inicial % do Torque de Rotor Travado
OFF OFF 15%
ON OFF 25%
OFF ON 35%
ON ON 65%
Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
Controlador de Motor Inteligente SMC-3™ 2-5
Tabela 2.F Parada Suave
Tabela 2.G Impulso de Partida
Tabela 2.H Seleção da Classe de Sobrecarga
Tabela 2.I Reset de Sobrecarga
Tabela 2.J Relé Auxiliar nº 1
Tabela 2.K Relé Auxiliar Opcional nº 2
Tabela 2.L Verificação da Rotação de Fase
Figura 2.6 Seqüência de Operação SMC-3
Número da Minisseletora
6 7 Configuração
OFF OFF Parada Normal
ON OFF 100% do tempo de partida
OFF ON 200% do tempo de partida
ON ON 300% do tempo de partida
Número da Minisseletora
9 10 Tempo (segundos)
OFF OFF OFF
ON OFF 0,5
OFF ON 1,0
ON ON 1,5
Número da Minisseletora
11 12 Classe de Desarme
OFF OFF OFF
ON OFF 10
OFF ON 15
ON ON 20
Número da Minisseletora
13 Reset
OFF Manual
ON Automático
Número da Minisseletora
14 Configuração
OFF Normal
ON Na velocidade
Número da Minisseletora
15 Configuração
OFF Normal
ON Na velocidade
Número da Minisseletora
16 Configuração
OFF Habilitada
ON Desabilitada
PARTIDA OPERAÇÃO PARADA
Tempo
Velo
cidad
e do
Mot
or
Partida
IN1A1
In2
Normal Na Velocidade
Parada Normal
Parada Suave
Início da Parada Normaldurante Parada Suave
13-1413-14
Parada de Emergência/Parada Normal Opção de Parada
ATENÇÃO
!
O usuário tem a total responsabilidade pela determinação do melhor modo de parada para a aplicação e que atenderá às normas aplicáveis para a segurança do operador em uma máquina específica.
Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
2-6 Controlador de Motor Inteligente SMC-3™
Diagramas de Fiação Típicos����� ��������#���$��
���
����
-E1(CONEXÕES DEALIMENTAÇÃO)
1 3 5
2 4 6
H1 H4H3 H2
-TC TRANS.
X2 X1
TERRA
-SBPARADA DE
EMERGÊNCIA
DISPOSITIVOSDE DOIS FIOS
SMC-3 TERMINAIS DE CONTROLE
SOBRECARGA/FALHA
-M M3~
A1 A2 IN1 IN2 97 98 13 14
AUX. Nº 1
-E1
1
SMC-3(CONEXÕES DEALIMENTAÇÃO)
H1 H4H3 H2
MOTOR
TRANS.
X1 X2
TERRA
PARADA DEEMERGÊNCIA
DISPOSITIVOSDE DOIS FIOS
SMC-3 TERMINAIS DE CONTROLE
SOBRECARGA/FALHA
A1 A2 In1 IN2 97 98 13 14
AUX. Nº 1
1
L1/1
L2/3
L3/5
T1/2
T2/4
T3/6
Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
Controlador de Motor Inteligente SMC-3™ 2-7
Diagramas de Fiação Típicos, Continuação����� ��������% &��$��
���
����
-E1(CONEXÕES DEALIMENTAÇÃO)
1 3 5
2 4 6
H1 H4H3 H2
-TC TRANS.
X2 X1
TERRA
-SB1
SMC-3 TERMINAIS DE CONTROLE
SOBRECARGA/FALHA
-M M3~
A1 A2 In1 IN2 97 98 13 14
AUX. Nº 1
-E1
1
PARADA DEEMERGÊNCIA
-SB2
OPÇÃO DEPARADA
-SB3
PARTIDA
SMC-3(CONEXÕES DEALIMENTAÇÃO)
H1 H4H3 H2
MOTOR
TRANS.
X1 X2
TERRA
PARADA DEEMERGÊNCIA
OPÇÃO DEPARADA
SMC-3 TERMINAIS DE CONTROLE
SOBRECARGA/FALHA
A1 A2 IN1 IN2 97 98 13 14
AUX. Nº 1
1
L1/1
L2/3
L3/5
T1/2
T2/4
T3/6
PARTIDA
Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
2-8 Controlador de Motor Inteligente SMC-3™
Diagramas de Fiação Típicos, Continuação����� ��������������� ������������
���
����
-E1(CONEXÕES DEALIMENTAÇÃO)
1 3 5
2 4 6
H1 H4
H3 H2
-TC TRANS.
X2 X1
TERRA
-SB1
SMC-3 TERMINAIS DE CONTROLE
SOBRECARGA/FALHA
-M M3~
A1 A2 IN1 IN2 97 98 13 14
AUX. Nº 1(NORMAL)
-E1
1
-KM1 3 5
2 4 6
PARADA DEEMERGÊNCIA
-SB2
OPÇÃO DEPARADA
-SB3PARTIDA
-KM
SMC-3(CONEXÕES DEALIMENTAÇÃO)
H1 H4H3 H2
MOTOR
TRANS.
X1 X2
TERRA
PARADA DEEMERGÊNCIA
PARTIDA
SMC-3 TERMINAIS DE CONTROLE
SOBRECARGA/FALHA
A1 A2 In1 IN2 97 98 13 14
AUX. Nº 1(NORMAL)
1
L1/1
L2/3
L3/5
T1/2
T2/4
T3/6
IC
OPÇÃO DEPARADA
IC
Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
Controlador de Motor Inteligente SMC-3™ 2-9
Diagramas de Fiação Típicos, Continuação����� �����'������� ���
��������������������������������������������� !��������"
���
����
-E1(CONEXÕES DEALIMENTAÇÃO)
1 3 5
2 4 6
H1 H4H3 H2
-TC TRANS.
X2 X1
TERRA
-SB
SMC-3 TERMINAIS DE CONTROLE
SOBRECARGA/FALHA
-M M3~
A1 A2 In1 IN2 97 98 13 14
AUX. Nº 1
-E1
1
-KM1 -KM2
PARADA DE
EMERGÊNCIA
-KM2 -KM1 -KM2 -KM1
-Km1 -KM2
DESLIGADO
FRENTE REVERSO
1 2 3-SA
SMC-3(CONEXÕES DEALIMENTAÇÃO)
H1 H4
H3 H2
MOTOR
TRANS.
X1 X2
TERRAPARADA DE
EMERGÊNCIA
DESLIGADO
SMC-3 TERMINAIS DE CONTROLE
SOBRECARGA/FALHA
A1 A2 In1 IN2 97 98 13 14
AUX. Nº 1
1
L1/1
L2/3
L3/5
T1/2
T2/4
T3/6
F
R
F
R
R
F
R
F
PARA FRENTE REVERSO
Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
2-10 Controlador de Motor Inteligente SMC-3™
AplicaçõesEsta seção descreve algumas das muitas aplicações do controlador SMC-3.
As ilustrações que estão incluídas ajudam a identificar a aplicação específica. As classificações do motor estão especificadas, mas podem variar em outras aplicações típicas.
As aplicações típicas incluem:
• Guindastes de ponte
• Troles
• Monotrilhos
• Máquinas de empacotar
• Portas suspensas
• Transportadores
• Equipamentos de manuseio de materiais
Figura 2.7 Transportador com Partida por Limite de Corrente
• Compressores
• Ventiladores e bombas
• Ascensores
• Elevadores
Problema
A companhia municipal de fornecimento de água estava com os motores da bomba danificados. Os danos ocorreram durante uma partida direta e foram causados pelo choque violento do motor O motor da estação de bombas estava a mais de 30,5m (100 pés) abaixo do solo , o que tornava o reparo uma operação de alto custo. As freqüentes falhas na linha eram uma preocupação adicional, que resultavam na perda de fase do motor.
Solução
O controlador SMC-3 foi instalado, o que forneceu uma aceleração controlada do motor. O choque do motor foi reduzido pela diminuição do torque durante o startup. A sobrecarga incorporada economizou espaço em painel. O diagnóstico da linha do controlador SMC-3 desligou o motor após detectar a pré-partida e a condição monofásica. Isto protegeu a bomba contra danos no motor.
Nível do Solo 480 V25 HP18,5 kW
Motor
Bomba
Válvula de Inspeção
Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
Controlador de Motor Inteligente SMC-3™ 2-11
Figura 2.8 Compressor com Partida Suave
Problema
Um OEM de compressores exportava seus equipamentos para o exterior. Houve muitos requisitos diferentes de tensão e freqüência a serem atendidos por causa do destino final do compressor. Devido aos requisitos de alimentação da empresa e ao estresse mecânico no compressor, uma partida de tensão reduzida foi requisitada. Isto fez com que o pedido e o armazenamento de peças sobressalentes fosse difícil.
Solução
O controlador SMC-3 foi instalado e configurado para uma partida suave de 15 segundos, o que reduziu a tensão no motor durante a partida e atendeu aos requisitos de alimentação da empresa. A redução da tensão também reduziu o torque de partida , o que minimizou o choque do compressor. O controlador SMC-3 tem o recurso de sobrecarga incorporada, o que economizou espaço em painel.
Figura 2.9 Resfriador com Partida Suave
Problema
Um ventilador acionado por correia em um resfriador tinha sua correia freqüentemente rompida por causa do alto torque de partida . Um tempo de parada excessivo ocorria, pois o invólucro tinha que ser removido para a substituição da correia. Uma partida direta combinada estava sendo usada para controlar o motor. O espaço em painel era restrito. Um dispositivo que usava as mesmas tensões de controle e de linha que a partida era requisitado, pois não havia espaço no painel para um transformador de circuito de controle.
Solução
O controlador SMC-3 foi instalado como um retrofit para o resfriador. Ele foi configurado para uma partida suave de 10 segundos para reduzir a pressão nas correias como resultado do alto torque de partida . Ele também reduziu o "chiado" na correia, que acontecia no startup. Como o controlador SMC-3 pode operar com tensão de controle e de linha de 240V, um transformador de circuito de controle não foi necessário. A proteção contra sobrecarga incorporada no controlador SMC-3 reduziu o espaço requisitado em painel. O cliente foi capaz de fazer o retrofit no controlador com o espaço já existente no painel.
Portas da Válvula Rotativa
Motor
Filtro de Ar
Válvula de Entrada480 V25 HP18,5 kW
Ventilador Condensador
Motor
Correias
240 V10 HP7,5 kW
Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
2-12 Controlador de Motor Inteligente SMC-3™
Figura 2.10 Transformador com Cabo de Reboque com Partida Suave
Problema
Um transportador com cabo de reboque em um armazém de mercadorias tinha três motores com "eixo comum" efetivo para acionar o sistema de transporte. As partidas diretas causaram danos no transportador e espalharam a carga no transportador.
Solução
O OEM do transportador instalou um único controlador SMC-3 para fornecer uma aceleração suave nos três motores, o que reduziu o torque de partida dos motores e o choque mecânico no transportador e na carga. O OEM aprovou o controlador SMC-3 por causa de sua capacidade em controlar três motores como se fossem um único motor, o que eliminou a necessidade de múltiplas partidas suaves.
Figura 2.11 Transformador por Correia com Partida Suave
Problema
Um transportador por corrente foi usado para transportar pacotes de papel. A correia se quebrava uma vez por dia por causa do alto torque de partida . A manutenção do transportador causou interrupções no cronograma da produção e houve perda de produtividade. Picos de linha também eram um problema constante.
Solução
O controlador SMC-3 foi instalado. Uma partida suave de 10 segundos foi programada, o que reduziu o torque de partida e o choque mecânico da correia. Houve uma estimativa de que o investimento no controlador SMC-3 foi retornado em uma semana, devido à redução do tempo de parada . Um módulo de proteção do lado da linha (MOV) foi instalado para suprimir os transientes de tensão.
Caixa Caixa Transportador por Corrente
240 V15 HP11 kW
Motor5 HP
Motor5 HP
Motor5 HP
Pacote Pacote
Correia
Motor
480 V 7,5 HP5,5 kW
Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
Controlador de Motor Inteligente SMC-3™ 2-13
Figura 2.12 Transportador por Corrente com Opção de Partida Suave e Parada Suave
Problema
Um transportador com cabo de reboque em um armazém de mercadorias tinha três motores com "eixo comum" efetivo para acionar o sistema de transporte. As partidas diretas causaram danos no transportador e espalharam a carga no transportador.
Solução
O OEM do transportador instalou um único controlador SMC-3 para fornecer uma aceleração suave nos três motores, o que reduziu o torque de partida dos motores e o choque mecânico no transportador e na carga. O OEM aprovou o controlador SMC-3 por causa de sua capacidade em controlar três motores como se fossem um único motor, o que eliminou a necessidade de múltiplas partidas suaves.
Figura 2.13 Enchedor de Garrafas com Opção de Partida Suave e Parada Suave
Problema
Uma linha para enchimento de garrafas tinha derramamento de produto durante a partida e a parada. Uma partida direta foi usada para acionar o motor. Além disso, a aplicação requisitou um contato auxiliar que era energizado quando o motor estava na velocidade.
Solução
O controlador SMC-3 foi instalado e programado para uma partida suave de 10 segundos, com uma parada suave de 20 segundos. A partida controlada reduziu o torque de partida e, por conseqüência, diminuiu o derramamento do produto. A opção de Parada Suave estendeu o tempo de parada, o que suavizou o deslocamento da carga na parada. Os contatos auxiliares foram configurados para mudar de estado quando o motor estava na velocidade.
Motor
Pára-brisas
240 V 3 HP2,2 kW
Enchedor
1 HP0,75 kW
Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
2-14 Controlador de Motor Inteligente SMC-3™
Figura 2.14 Esteira Rolante com Partida Suave e Opção de Parada Suave
Problema
Uma esteira rolante em um aeroporto necessitava de partida suave para evitar danos na caixa de engrenagem da correia de acionamento no startup. Uma parada suave também era necessária, caso a esteira rolante fosse desligada enquanto houvesse pessoas sobre a esteira. Diversas esteiras rolantes foram instaladas no aeroporto e cada uma necessitava de sua própria partida suave. Era necessário um controlador que pudesse ser rapidamente substituído e ajustado. Além disso, o espaço em painel era restrito.
Solução
O controlador SMC-3 com parada suave foi instalado. Uma partida suave de 10 segundos e uma parada suave de 10 segundos foram programadas no controlador, o que facilitou a partida e a parada controladas. A proteção contra sobrecarga incorporada eliminou a necessidade de um relé de sobrecarga separado, o que economizou espaço em painel. Caso uma unidade precisasse ser substituída, esta poderia ser facilmente conectada.
Figura 2.15 Transportador com Cabo de Reboque com Opção de Partida Suave e Parada Suave
Problema
Um transportador com cabo de reboque no final de uma linha de produção tinha danos freqüentes na caixa de engrenagem causados pelo torque de partida da partida direta do motor. Havia, também, constante espalhamento durante a partida e a parada. Esta aplicação de cabo de reboque tinha uma variedade de requisitos que outras partidas suaves não podiam satisfazer. O investimento em um inversor de freqüência variável não compensava em relação ao custo.
Solução
O controlador SMC-3 foi instalado como retrofit para a partida direta existente. Os tempos de partida e parada foram programados para 10 segundos. O torque de partida reduzido diminuiu o choque da caixa de engrenagem e manteve a carga livre de deslocamento no startup. A parada suave forneceu proteção contra o deslocamento de cargas na parada. O controlador SMC-3 atendeu aos requisitos de partida e foi uma solução de baixo custo.
240 V 15 HP11 kW
Motor
Carga Carga Palete
Caixa de Engrenagens
Motor
15 HP11 kW
Capítulo 3
Considerações Especiais sobre Aplicação dos Controladores SMC-Delta e SMC-3
Proteção contra Sobrecarga de MotorQuando coordenada com a proteção contra curto-circuito adequada, a proteção contra sobrecarga é planejada para proteger o motor, o controlador do motor e a fiação de alimentação contra o sobreaquecimento causado por sobrecorrente excessiva. Os controladores SMC-Delta e SMC-3 atendem às especificações aplicáveis como um dispositivo de proteção contra sobrecarga do motor.
Os controladores SMC-Delta e SMC-3 incorporam, como padrão, proteção eletrônica contra sobrecarga de motor. Esta proteção contra sobrecarga é realizada através de um transformador de corrente (TC), o qual monitora todas as três fases.
A proteção contra sobrecarga do controlador é programável e oferece flexibilidade ao usuário. A classe de desarme de sobrecarga é selecionável em OFF ou para proteção de 10, 15 ou 20. A corrente de disparo pode ser ajustada de acordo com a faixa de corrente de plena carga do motor.
A memória térmica é incluída precisamente de acordo com a temperatura de operação do modelo do motor. A falta de sensibilidade ambiental é inerente ao projeto eletrônico de sobrecarga.
Contatores de ReversãoAo usar o controlador conforme mostrado na Figura 3.1, o motor acelera de acordo com um modo de partida controlada para frente ou para trás.
Figura 3.1 Aplicação Típica do SMC-3 com uma Partida com Reversão de Velocidade Única
Uso de Módulos de ProteçãoUm módulo de proteção (consulte a Figura 3.2) contém varistores de óxido de metal (MOVs) e capacitores que podem ser instalados para proteger os componentes de alimentação dos transientes elétricos e/ou do ruído elétrico. Os módulos de proteção grampeiam os transientes gerados sobre as linhas e evitam que os picos danifiquem os SCRs. Os capacitores nos módulos de proteção são usados para dissipar a energia de ruído dos componentes eletrônicos do controlador SMC.
Figura 3.2 Módulo de Proteção
Notas: • Tempo mínimo de transição pela reversão é de 1 seg.
• Reversão da fase deve estar em OFF.
L1/1
L2/3
L3/5
T1/2
T2/4
T3/6
M
F
R
SMC-3
1 Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
3-2 Considerações Especiais sobre Aplicação dos Controladores SMC-Delta e SMC-3
Uso de Módulos de Proteção, ContinuaçãoHá duas situações gerais que podem ocorrer e que indicam a necessidade de utilização de módulos de proteção.
1. Picos de transiente podem ocorrer nas linhas que alimentam os controladores SMC (ou alimentação da carga a partir dos controladores SMC). Os relâmpagos podem causar picos. Os picos são também criados na linha quando os dispositivos são conectados com indutâncias de corrente portadora que são de circuito aberto. A energia armazenada no campo magnético é liberada quando os contatos abrem o circuito. Os exemplos são os motores com pouca carga, transformadores, solenóides e freios eletromecânicos.
2. A segunda situação ocorre quando os controladores SMC são instalados em um sistema com uma onda de alimentação muito elevada, ainda que não necessariamente com tensões de pico elevado. Os relâmpagos podem causar este tipo de resposta. Além disso, se os controladores SMC estiverem no mesmo barramento que os outros dispositivos do SCR, (inversores CA/CC, equipamento de indução de aquecimento ou equipamento de solda) o disparo dos SCRs nesses dispositivos pode causar ruído. Este ruído em alta freqüência pode penetrar nos controladores SMC através de capacitância distribuída.
Redução de Capacidade (Derating) devido à AltitudePor causa da baixa eficiência dos ventiladores e dissipadores de calor, é necessário reduzir a capacidade dos controladores SMC-Delta e SMC-3 a altitudes de 2.000 metros (6.560 pés). Ao usar o controlador abaixo de 2.000 metros (6.560 pés), o valor de corrente do controlador precisará ser reduzido.
Contator de IsolaçãoQuando instalados com proteção de circuito de derivação, os controladores SMC-Delta e SMC-3 são compatíveis com a NEC. Quando um contator de isolação não é usado, tensões perigosas estão presentes nos terminais de carga do módulo de alimentação mesmo quando o controlador está desligado. As etiquetas de advertência devem ser colocadas na caixa do terminal de motor, no gabinete do controlador e na estação de controle para indicar que há perigo.
O contator de isolação é usado para fornecer isolação elétrica automática do controlador e do circuito de motor quando o controlador for desligado. O desligamento pode ocorrer de dois modos: manualmente, ao pressionar o botão de parada ou automaticamente, pela presença de condições anormais (como por exemplo, disparo do relé de sobrecarga de um motor).
Em condições normais, o contator de isolação carrega somente a corrente de carga. Durante a partida, o contator de isolação é energizado antes dos SCRs serem ajustados em "on." Ao parar, os SCRs são ajustados em "off" antes do contator de isolação ser desenergizado. O contator de isolação não está abrindo ou fechando a corrente de carga.
Figura 3.3 Diagrama de Conexão Típico SMC-3 com Contator de Isolação
ATENÇÃO
!
Ao instalar ou inspecionar o módulo de proteção, desconecte o controlador da fonte de alimentação. O módulo de proteção deve ser verificado periodicamente. Verifique se há danos ou descoloração. Substitua-o se necessário.
L1/1
L2/3
L3/5
T1/2
T2/4
T3/6
M
IC
SMC-3
Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
Capítulo 4
Matriz de Aplicações da Linha de Produtos SMC
DescriçãoUse este capítulo para identificar as possíveis aplicações dos controladores SMC-Delta e SMC-3. Este capítulo contém uma matriz de aplicação que identificará as características de partida e parada que podem ser usadas em várias aplicações.
Mineração e Metais
Serviços Públicos e Tratamento de Água e Efluentes
Petroquímica
Serraria e Produtos de Madeira
AplicaçõesSMC-Delta e
SMC-3SMC-3 Apenas
Limite de Corrente
Partida Suave
Parada Suave
Transportadores de fricção
X X
Bombas centrífugas X X
Ventiladores X X
Coletor de poeira X X
Resfriadores X X
Compressor X X
Máquinas de Trefilar X X
Transportadores de corrente
X X X
Triturador X X
Esmerilhadeira X X
Cortador X X
AplicaçõesSMC-Delta e
SMC-3SMC-3 Apenas
Limite de Corrente
Partida Suave
Parada Suave
Bombas centrífugas X X
Ventiladores X X
Compressores X X
AplicaçõesSMC-Delta e
SMC-3SMC-3 Apenas
Limite de Corrente
Partida Suave
Parada Suave
Bombas centrífugas X X
Transportadores por parafuso
X X
Misturadores X X
Agitadores X X
Compressores X X
Ventiladores X X
AplicaçõesSMC-Delta e
SMC-3SMC-3 Apenas
Limite de Corrente
Partida Suave
Parada Suave
Serra circular X X
Fresadora X X
Transportadores X X X
Bombas centrífugas X X
Compressores X X
Ventiladores X X
Aplainadores X X
Lixadeira X X
Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
4-2 Matriz de Aplicações da Linha de Produtos SMC
Processamento de Alimento
Papel e Celulose
Máquina Especiais de OEM
Máquina-Ferramenta e Transporte
AplicaçõesSMC-Delta e
SMC-3SMC-3 Apenas
Limite de Corrente
Partida Suave
Parada Suave
Bombas centrífugas X X
Paletizadores X X
Agitadores X
Transportadores X X
Ventiladores X X
Lavadores de garrafa X X
Compressores X X
Secadores X X
Cortador X X
AplicaçõesSMC-Delta e
SMC-3SMC-3 Apenas
Limite de Corrente
Partida Suave
Parada Suave
Compressores X X
Transportadores X X X
Carrinhos X X
Secadores X X
Agitadores X X
Bombas centrífugas X X
Misturadores X X
Ventiladores X X
Re-Pulper X X
AplicaçõesSMC-Delta e
SMC-3SMC-3 Apenas
Limite de Corrente
Partida Suave
Parada Suave
Bombas centrífugas X X
Lavadores X X
Transportadores X X X
Esteiras Rolantes X X X
Ventiladores X X
Máquina de rotação/torção
X X
AplicaçõesSMC-Delta e
SMC-3SMC-3 Apenas
Limite de Corrente
Partida Suave
Parada Suave
Transportadores de Manuseio de Material
X X X
Esmerilhadeiras X X
Bombas centrífugas X X
Carrinhos X X
Ventiladores X X
Paletizadores X X X
Compressores X X
Carregador de Matriz X
Mesa Rotatória X
Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
Capítulo 5
Filosofia do Projeto
FilosofiaOs controladores SMC da Allen-Bradley são projetados para operar nos ambientes industriais de hoje. Nossos controladores são fabricados para fornecer operação consistente e confiável. A Rockwell Automation tem mais do que apenas uma solução adequada para atender as suas necessidades: temos a solução certa. Com uma ampla oferta de produtos de dispositivo de alimentação e serviços de aplicação, a Rockwell Automation pode, efetivamente, abordar os assuntos de produtividade mais importantes para você.
Condições da Tensão de LinhaOs transientes de tensão, distúrbios, harmônica e ruído existem em qualquer linha de alimentação industrial. Um controlador de estado sólido deve ser capaz de resistir a estes ruídos e não deve ser uma fonte desnecessária de geração de ruído colocado de volta na linha.
• A facilidade de escolha para a tensão de linha requerida é alcançada com um projeto que fornece operação sobre uma ampla faixa de tensão, à 50/60 Hz em uma determinada taxa do controlador.
• O controlador pode suportar picos de 3000 V a uma taxa de 100 vezes por segundo durante 10 segundos (Padrão IEEE. 472). Além disso, o controlador suporta o teste de arco elétrico de 350…1500 V (Padrão NEMA. ICS2-230) para resistência mais alta em relação ao mau funcionamento em um ambiente com ruídos.
• Um módulo MOV opcional está disponível para proteger os SCRs dos transientes de tensão.
Faixas Térmicas e de CorrenteAs faixas do controlador de estado sólido devem assegurar confiabilidade em uma ampla faixa de níveis de corrente e tempos de partida necessários em várias aplicações.
• O invólucro do SCR mantém as temperaturas de junção inferiores a 125 °C (257 °F) ao operar em uma corrente nominal plena para reduzir o estresse térmico e fornecer uma operação mais longa e confiável.
• A capacidade térmica dos controladores SMC-3 e SMC-Delta atendem aos padrões NEMA MG-1 e IEC34 (S1).
• A temperatura de operação é de 0 ... 50 °C (32 ... 122 °F) e um gráfico de redução de capacidade (derating) é requerido para 60 °C (140 °F). A temperatura de armazenamento é de -25 ... +85 °C (-13 ... 185 °F). A umidade relativa é de 5 ... 95% (sem condensação).
Choque Mecânico e VibraçãoOs controladores de estado sólido devem resistir ao choque e vibração gerados pelas máquinas que controlam.
• Os controladores SMC-Delta e SMC-3 atendem às mesmas especificações de choque e vibração que as partidas eletromecânicas.
• Ambos os produtos atendem às especificações desejadas de 1,0 G de vibração operacional e 2,5 G de vibração não-operacional.
• Ambos os produtos atendem às especificações desejadas de 15 G de choque operacional e 30 G de choque não-operacional.
Imunidade a Ruído e RFAmbos os produtos atendem às especificações Classe A para os níveis de emissão EMC.
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5-2 Filosofia do Projeto
AltitudeAs altitudes até 2.000 metros (6.560 pés) são permitidas sem redução de capacidade (derating). A temperatura ambiente permitida dos produtos deve ser reduzida para altitudes maiores de 2.000 metros (6.560 pés). A temperatura ambiente permitida deve ser reduzida até -3 °C (27 °F) a cada 1.000 metros (3.280 pés), até um máximo de 7.000 metros (23.000 pés). As faixas de corrente dos dispositivos não variam para altitudes que exijam uma temperatura ambiente máxima mais baixa.
PoluiçãoAmbos os produtos são planejados para ambiente de Grau de Poluição 2.
ConfiguraçãoConfigurações fáceis e simples fornecem resultados consistentes e identificados.
• Para facilitar a instalação, os controladores incluem projeto compacto e alimentação através de fiação.
• Os controladores SMC-Delta e SMC-3 são produtos para uso global classificados em 50/60 Hz.
• Todos os ajustes de parâmetro são feitos através de minisseletora.
• Uma linha completa de gabinetes está disponível.
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Capítulo 6
Partida por Tensão Reduzida
Introdução à Partida por Tensão ReduzidaHá duas razões principais para usar a tensão reduzida ao dar a partida no motor:
• Limitar os distúrbios da linha
• Reduzir o excesso de torque para o equipamento acionado
As razões para evitar estes problemas não serão descritas. Entretanto, serão explorados diferentes métodos de partida por tensão reduzida dos motores.
Ao dar a partida no motor em tensão plena, a corrente consumida na alimentação, geralmente, é 600% da corrente de plena carga normal. Esta corrente alta flui até que o motor esteja quase na velocidade e diminui conforme mostrado na figura 6.1. Isto pode causar a diminuição ou a queda da tensão de linha.
Figura 6.1 Corrente de Plena Carga vs. Velocidade
Além das altas correntes de partida, o motor também produz torques de partida mais altos que o torque de plena carga. A intensidade do torque de partida depende do projeto do motor. A NEMA publica diretrizes de torques e correntes que devem ser seguidas pelos fabricantes de motores. Geralmente, um motor de Projeto B NEMA terá um rotor travado ou um torque de partida na faixa de 180% do torque de plena carga.
Em muitas aplicações, o torque de partida pode causar um grave prejuízo mecânico na correia, corrente ou quebrar o acoplamento.
600
500
400
300
200
100
0 Velocidade (%) 100
Correntede Plena
Carga(%)
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6-2 Partida por Tensão Reduzida
Tensão ReduzidaO método mais usado de partida de tensão eletromecânica reduzida é o autotransformador. O estrela-triângulo (Y-D) é o segundo método mais popular.
Figura 6.2 Autotransformador Cód. Cat. 570
Todas as formas de partida por tensão reduzida afetam a corrente do motor e as características de torque. Ao aplicar uma tensão reduzida no motor em inércia, a corrente consumida pelo motor é reduzida. Além disso, o torque produzido pelo motor é aproximadamente um fator do quadrado da porcentagem da tensão aplicada.
Por exemplo, se 50% da tensão for aplicada ao motor, um torque de partida de aproximadamente 25% do torque de partida normal será produzido. No exemplo anterior de tensão plena, o motor de Projeto B NEMA tinha um torque de partida de 180% do torque de plena carga. Com somente 50% da tensão aplicada, isto equivaleria a 45% do torque de plena carga. Consulte a tabela 6.A para obter a relação típica de tensão, corrente e torque para um motor Projeto B NEMA.
Tabela 6.A Características Típicas de Tensão, Corrente e Torque para Motores de Projeto B NEMA
Com a ampla faixa de características de torque para os diversos métodos de partida, a seleção de uma partida por tensão reduzida eletromecânica torna a aplicação mais dependente. Em muitas situações, o torque disponível torna-se o fator de seleção dos processos.
A limitação da corrente de linha foi a primeira razão para usar a partida de tensão reduzida eletromecânica. As restrições da corrente da rede elétrica, bem como a capacidade do barramento na planta, podem requisitar dos motores acima uma determinada potência (HP) para que a partida seja dada com a tensão reduzida. Algumas partes do mundo não permitem que motores com mais de 7-1/2 HP tenham sua partida feita com a tensão reduzida.
O uso da partida do motor por tensão reduzida também habilita o controle de torque. As cargas de alta inércia são um bom exemplo de uma aplicação na qual a partida por tensão reduzida eletromecânica foi usada para controlar a aceleração do motor e da carga.
As partidas por tensão reduzida eletromecânica devem fazer a transição da tensão reduzida para a tensão plena em algum ponto no ciclo de partida. Neste ponto, geralmente, há um pico de corrente de linha. A quantidade de pico depende do tipo de transição usada e da velocidade do motor no ponto de transição.
Método de PartidaTensão nos Terminais do Motor (%)
Corrente de Partida de Motor como uma % de:
Corrente da Linha como uma % de:
Torque de Partida de Motor como uma % de:
Corrente do Rotor Travado
Corrente de Plena Carga
Corrente do Rotor Travado
Corrente de Plena Carga
Corrente do Rotor Travado
Corrente de Plena Carga
Tensão Plena 100 100 600 100 600 100 180
Transformador Automáticotap de 80%tap de 65%tap de 50%
806550
806550
480390300
644225
384252150
644225
1157645
Enrolamento da peça 100 65 390 65 390 50 90
Estrela-triângulo 100 33 198 33 198 33 60
Estado-sólido 0…100 0…100 0…600 0…100 0…600 0…100 0…180
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Partida por Tensão Reduzida 6-3
Há dois métodos de transição: a transição de circuito aberto e a transição de circuito fechado. A transição de circuito aberto é aquela em que o motor está realmente desconectado da linha por um breve período quando a transição ocorre. Com a transição fechada, o motor permanece conectado à linha durante a transição. A transição de circuito aberto produzirá um pico de corrente mais alto porque o motor está momentaneamente desconectado da linha. Os exemplos de correntes de transição de circuito aberto e fechado são mostrados nas Figuras 6.3 e 6.4.
Figura 6.3 Transição de Circuito Aberto Figura 6.4 Transição de Circuito Fechado
A velocidade do motor pode determinar a quantidade de pico de corrente que ocorre na transição. A transferência de tensão reduzida para tensão plena deve ocorrer o mais próximo possível da tensão plena, o que também minimiza a quantidade de picos na linha.
As figuras a seguir ilustram a transição com o motor em baixa velocidade e próxima da velocidade plena. A transição em baixa velocidade mostra o pico da corrente à medida que a transição ocorre em 550%, a qual é maior que a corrente de partida de 400%. A transição próxima da velocidade plena mostra que o pico de corrente é de 300% e está abaixo da corrente de partida.
Figura 6.5 Transição em Baixa Velocidade Figura 6.6 Transição próxima da Velocidade Plena
600
500
400
300
200
100
0 100 Velocidade (%)
Correntede Plena
Carga(%)
600
500
400
300
200
100
0 100 Velocidade (%)
Correntede Plena
Carga(%)
600
500
400
300
200
100
0 100 Velocidade (%)
Correntede Plena
Carga(%)
600
500
400
300
200
100
0 100 Velocidade (%)
Correntede Plena
Carga(%)
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6-4 Partida por Tensão Reduzida
Estado SólidoA principal função dos controladores de estado sólido é a habilidade de fornecer uma partida suave ou uma partida por tensão reduzida sem passo de motores CA. Os mesmos princípios de torque e corrente aplicam-se aos controladores de estado sólido e de partida por tensão reduzida eletromecânica. Muitos controladores de estado sólido oferecem a opção de quatro modos de partida: partida suave, partida por limite de controle, partida por rampa dupla ou partida por tensão plena no mesmo dispositivo.
Figura 6.7 Controladores SMC-Delta e SMC-3
Além de selecionar os modos de partida, o controlador de estado sólido permite o ajuste do tempo para a rampa de partida suave ou o valor máximo do limite de corrente, o que habilita a seleção da característica de partida que atenda à aplicação. A versão mais usada é a partida suave, pois este método fornece uma partida regular para muitas aplicações.
As maiores vantagens dos controladores de estado sólido são a eliminação do ponto de transição da corrente e a capacidade de ajuste do tempo para alcançar a tensão plena. O resultado é um pico de corrente menor ao configurar o controlador de estado sólido e ao combinar a carga corretamente, conforme ilustrado na Figura 6.8.
Figura 6.8 Partida Suave
SMC-Delta SMC-3
Tensão(%)
100
Tempo (segundos)
Ajustável 0... 15 segundos
Operação
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Partida por Tensão Reduzida 6-5
A partida por limite de corrente pode ser usada em situações nas quais as limitações ou restrições da alimentação requisitam uma carga de corrente específica. A próxima ilustração mostra uma curva de limite de corrente de 350%. Outros valores podem ser selecionados, como 150%, 250% ou 350%, dependendo da aplicação. A partida por limite de corrente também é usada em aplicações nas quais um torque de partida mais alto é necessário se comparado a uma partida suave que normalmente é feita com uma corrente menor que 300%. Geralmente, a partida por limite de corrente é usada em cargas de alta inércia como, por exemplo, moinhos de bolas.
Figura 6.9 Partida de Limite de Corrente
Os recursos disponíveis com os controladores de estado sólido, incluem a proteção para o motor e para o controlador e diagnósticos que ajudam na configuração e na localização de falhas. Geralmente, a proteção fornecida inclui SCR em curto-circuito, perda de fase, carga aberta, sobretemperatura do SCR e motor travado. As mensagens de falha adequadas são exibidas para auxiliar em sua localização quando uma destas falhas desligar o controlador por tensão reduzida de estado sólido.
600
450
100
0 100 Velocidade (%)
Correntede Plena
Carga(%)
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6-6 Partida por Tensão Reduzida
Notas:
Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
Capítulo 7
Partidas de Estado Sólido Através do Uso de SCRs
Partidas de Estado Sólido Através do Uso de SCRsEm partidas do estado sólido, os SCRs (Consulte a figura 7.1) são usados para controlar a saída da tensão para o motor. Um SCR permite que a corrente flua em uma única direção. A quantidade de condução de um SCR é controlada pelos pulsos recebidos no gate do SCR. Quando dois SCRs estão conectados inversamente (Consulte a Figura 7.2), a alimentação CA para a carga pode ser controlada pela alteração do ângulo de disparo da tensão da linha (Consulte a Figura 7.3) a cada meio ciclo. Através da alteração do ângulo, é possível aumentar ou diminuir a tensão e a corrente do motor. Os controladores SMC incorporam um microprocessador para controlar o disparo dos SCRs. Seis SCRs são usados na seção de alimentação para fornecer total controle do ciclo da tensão e da corrente. A tensão e a corrente podem ser aumentadas para o motor lentamente e sem degraus.
Figura 7.1 SCR
Figura 7.2 Diagrama de Fiação Típico dos SCRs
Figura 7.3 Diferentes Ângulos de Disparo (Simplificação do monofásico)
ATENÇÃO
!
Este capítulo usa os motores de projeto NEMA tipo B como uma base para as informações que descreve.
Os motores de alta eficiência com um torque de rotor travado entre 8...10 vezes o torque nominal e com pico de corrente de 16 a 24x são muito maiores que os motores de Projeto NEMA tipo B. Tenha cuidado ao aplicar outros motores que não sejam os de Projeto NEMA tipo B.
Gate
SCR
L1
L2
L3
T1
T2
T3
Motor
Entrada deAlimentação Trifásica
Seção de Alimentação doControlador SMC-3 e SMC-Delta
Tensão daAlimentação
Disparo paraAprox. 50% daTensão RMS
Disparo para25% daTensão RMS
Disparo para100% daTensão RMS
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7-2 Partidas de Estado Sólido Através do Uso de SCRs
Notas:
Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
1 Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
Capítulo 8Referência
IntroduçãoAlguns parâmetros mecânicos devem ser considerados na aplicação de controladores de motor. A seguinte seção explica estes parâmetros e como calculá-los ou medi-los.
Velocidade/Torque/Potência (HP) de Saída do MotorA velocidade na qual um motor de indução opera depende da freqüência de alimentação de entrada e do número de pólos para os quais o motor é bobinado. Quanto mais alta a freqüência, mais rápido o motor funciona. Quanto mais pólos o motor tiver, mais devagar ele funciona. Para determinar a velocidade síncrona de um motor de indução, use a seguinte equação:
A velocidade de plena carga real (a velocidade na qual o motor operará na carga nominal da placa de identificação) será menor que a velocidade síncrona. Esta diferença entre a velocidade síncrona e a velocidade de plena carga é chamada de escorregamento. A porcentagem de escorregamento é definida conforme segue:
Os motores de indução são construídos com um escorregamento que vai de menos de 5% até 20%. Um motor com um escorregamento menor que 5% é chamado de motor de escorregamento normal. Os motores com um escorregamento de 5% ou mais são usados para aplicações que requerem um alto torque de partida.
Torque e Potência (HP)O torque e a potência, duas importantes características do motor, determinam o tamanho do motor necessário para uma determinada aplicação. A diferença entre os dois pode ser explicada usando uma ilustração simples de um eixo e uma chave.
Figura 8.1 Eixo e Chave Inglesa
O torque é meramente um esforço de torção. Na ilustração anterior, é necessária uma libra na extremidade de uma chave de um pé para girar o eixo a uma taxa estável. Portanto, o torque necessário é de uma libra x um pé, ou 1 pé-lb. Se a chave for girada duas vezes mais rápido, o torque necessário permanece o mesmo, pois a chave é girada em uma taxa estável.
A potência, por outro lado, considera a rapidez na qual o eixo é girado. Uma potência mais alta é necessária quando o eixo é girado rapidamente do que quando ele é girado lentamente. Portanto, a potência é a medida da taxa na qual o trabalho é feito. Por definição, a relação entre o torque e a potência é expressa abaixo:
No exemplo acima, uma libra de força move a distância de:
Para produzir um HP, o eixo deve ser girado a uma taxa de:
Para esta relação, uma equação pode ser derivada para determinar a saída de potência da velocidade e torque..
Para esta relação, o torque de plena carga é:
Velocidade Síncrona/0 �× Freqüência×
Número de Pólos------------------------------------------------=
Porcentagem de EscorregamentoVelocidade Síncrona Velocidade de Plena Carga1
Velocidade Síncrona------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- �00×=
Um Pé
Uma Libra
1 potência Hp + 33.000 pés-lbs./min.
2 pés π× 1 libra ou 6,68 pés-lbs×
1 Hp 33,000 pés-lbs/min×6,28 pés-lbs/revolução
---------------------------------------------------------------- 5,250 rpm2
Hprpm 2× Torque×
30,000------------------------------------------2 ou
rpm Torque×5,250
---------------------------------
Torque de plena carga em pés-lbsHp 5,250×
rpm de plena carga-----------------------------------------------2
8-2 Referência
O seguinte gráfico ilustra uma curva de velocidade-torque típica para um motor de indução de Projeto NEMA tipo B. A compreensão de diversos pontos nesta curva auxiliará na aplicação de motores corretamente.
Figura 8.2 Curva de Torque de VelocidadeTorque de Rotor Travado (LRT)
O torque do rotor travado é o torque no qual o motor desenvolverá na inércia para todas as posições angulares do rotor, com tensão nominal na freqüência nominal aplicada. Isso também é conhecido como "torque de partida" e é normalmente medido como uma porcentagem do torque de plena carga.
Torque Nominal (PUT)
O torque nominal de um motor de indução é o torque mínimo desenvolvido durante o período de aceleração do rotor travado até a velocidade na qual o torque máximo ocorre. Para motores que não possuem um torque máximo definitivo (como o Projeto NEMA tipo D), o torque nominal é o torque mínimo desenvolvido até a velocidade nominal de plena carga e é, geralmente, expresso como uma porcentagem do torque de plena carga.
Torque Máximo
O torque máximo de um motor de indução é o torque máximo que o motor desenvolverá com a tensão nominal aplicada, na freqüência nominal, sem uma queda repentina na velocidade. O torque máximo é, geralmente, expresso como uma porcentagem do torque de plena carga.
Torque de Plena Carga
O torque de plena carga de um motor é o torque necessário para produzir sua potência na velocidade de plena carga. Em pés-lbs, o torque é igual à potência nominal, multiplicado por 5250 e dividido pela velocidade de plena carga em rpm.
Além da relação entre a velocidade e o torque, a relação do consumo de corrente com estes dois valores é uma consideração importante na aplicação. A curva de velocidade/torque é repetida abaixo, com a curva de velocidade adicionada, para demonstrar uma relação típica.
Figura 8.3 Curva do Torque de Velocidade com Curva de Corrente
Dois pontos importantes nesta curva de corrente necessitam de explicação.
Corrente de Plena Carga
A corrente de plena carga de um motor de indução é a corrente estável de uma linha de alimentação quando o motor está operando no torque de plena carga com a tensão nominal e a freqüência nominal aplicadas.
Corrente de Rotor Travado
A corrente de rotor travado é a corrente estável de um motor com o rotor travado e com a tensão nominal aplicada na freqüência nominal. A NEMA projetou uma série de códigos para definir o rotor travado:
Kilovolt-ampères-por-Hp (kVA/Hp). Este código aparece na placa de identificação de todos os motores de indução CA tipo gaiola.
Torque de Plena
Carga (%)
Torque de Erguimento - PUT
Corrente de RotorTravado
Torque de Parada - BT
Velocidade Sincronizada
Deslizamento
Torque de Plena Carga - FLT
Velocidade Plena
Corrente de Plena Carga
Torque de Plena
Carga (%)
Torque de Erguimento - PUT
Torque de Rotor Travado - LRT
Torque de Parada - BT
Deslizamento
Torque de Plena Carga - FLT
Velocidade Plena
Velocidade Sincronizada
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Referência 8-3
kVA por HP é Calculado como Segue:
Para motores trifásicos:
Para motores monofásicos:
Tabela 8.A Códigos de Corrente de Rotor Travado
➊ A faixa de kVA/HP abrange desde o valor mais baixo, não incluído, até o valor mais alto (ou seja, 3,14 é a letra "A" e 3,15 é a letra "B").
Com a manipulação da equação anterior para kVA/HP para motores trifásicos, a seguinte equação pode ser usada para calcular a corrente de rotor travado (LRA):
Esta equação pode ser usada para determinar a corrente de partida aproximada de qualquer motor específico. Por exemplo, a corrente de partida aproximada para um motor de 230 volts, 7-1/2 HP, com um código kVA de rotor travado com código G seria:
A operação de um motor em condição de rotor travado por um período estendido de tempo resultará em uma falha de isolação por causa do calor excessivo gerado no estator. O seguinte gráfico ilustra o tempo máximo no qual um motor pode ser operado com o rotor travado sem que ocorra danos causados por aquecimento. Este gráfico assume um motor Projeto NEMA tipo B com aumento de temperatura Classe B.
Figura 8.4 Tempo Seguro do Motor vs. Corrente da Linha - Motores de Indução Padrão
A proteção do motor, inerente ou no controle do motor, deve ser selecionada para limitar o tempo de travamento do motor.
➊ Corrente Base e Correntes da Placa de Identificação
Designador de Letra
kVA/Hp➊ Designador de Letra
kVA/Hp➊ Designador de Letra
kVA/Hp➊ Designador de Letra
kVA/Hp➊ Designador de Letra
kVA/Hp➊
A 0…3,15 E 4,5…5,0 J 7,1…8,0 N 11,2…12,5 T 18,0…20,0
B 3,15…3,55 F 5,0…5,6 K 8,0…9,0 P 12,5…14,0 U 20,0…22,4
C 3,55…4,0 G 5,6…6,3 L 9,0…10,0 R 14,0…16,0 V 22,4 e acima
D 4,0…4,5 H 6,3…7,1 M 10,0…11,2 S 16,0…18,0
VA/Hp1.73 Corrente (em amps)× Volts×
1,000 Hp×------------------------------------------------------------------------------------2
VA/HpCorrente (em amps) Volts×
1,000 Hp×-------------------------------------------------------------------2
RA1,000 Hp× kVA/Hp×
1,73 Volts×------------------------------------------------------2
LRA1,000 7,5× 6,0×
1,73 230×----------------------------------------- 113 A2 2
A partir da Temperaturaem Operação
A partir do Ambiente
Linha de Motor(Corrente
por Unidade) ➀
8
6
4
2
1
0 10 15 20 1000 2000 7000
Motor em Operação
Motor Parado Devidoà Sobrecarga Fator de Serviço
do Motor 1.15
Fator de Serviçodo Motor 1.0
Tempo (segundos)
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8-4 Referência
Cálculo do Torque (Torque de Aceleração Requisitada para Movimentação de Rotação)Algumas máquinas devem ser aceleradas para uma velocidade determinada durante um certo período. A faixa de torque do inversor pode precisar ser aumentada para alcançar este objetivo. A seguinte equação pode ser usada para calcular o torque médio necessário para acelerar uma inércia conhecida (WK2). Este torque deve ser adicionado a todos os outros requerimentos de torque da máquina ao determinar a saída do torque de pico do motor e do inversor.
Onde:T = Torque de aceleração (pés-lbs)WK2 = inércia total do sistema (pés-lb2) que o motor deve acelerar(Este valor inclui carga, armadura e redutor do motor)∆N = Alteração requisitada na velocidade (rpm)t = tempo para acelerar a carga total do sistema (segundos).
Consulte as tabelas de conversão nas páginas finais deste capítulo, se necessário.
A mesma fórmula pode ser usada para determinar o tempo mínimo de aceleração de um determinado inversor ou para estabelecer se um inversor pode executar a alteração desejada na velocidade dentro do período requisitado. A fórmula é:
Regra Geral:
Caso o torque de operação seja maior que o torque de aceleração, use o torque de operação como o torque de plena carga requisitado para determinar a potência (HP) do motor.
Cálculo da Potência (HP)As seguintes equações para calcular a potência (HP) do motor são usadas somente para estimativa. Estas equações não incluem nenhuma provisão para atrito ou enrolamento da máquina ou outros fatores que devem ser considerados ao selecionar um dispositivo para uma aplicação da máquina.
Depois que o torque da máquina for determinado, a potência (HP) requisitada é calculada através da fórmula:
Onde:HP = PotênciaT = Torque (pés-lbs)N = Velocidade do motor na carga nominal (rpm)
Caso a potência calculada caia entre as faixas padrão de motor disponíveis, selecione a faixa de potência mais alta disponível. Este é um procedimento que permite alguma margem ao selecionar a potência o motor.
InérciaA inércia é uma medida da resistência do corpo para alterar a velocidade se o corpo está em repouso ou movimentando-se a uma velocidade constante. A velocidade pode ser linear ou rotatória.
O momento de inércia (WK2) é produto do peso (W) de um objeto e o quadrado do raio de rotação (K2). O raio de rotação é uma medida de como a massa do objeto é distribuída sobre o eixo de rotação. Devido a esta distribuição de massa, uma parte cilíndrica de diâmetro pequeno tem uma inércia muito menor que uma peça de diâmetro maior.
TWK
� ∆N( )×308 t×
--------------------------------2
TWK
� ∆N( )×308 t×
--------------------------------2
HpT N×5,250--------------2
Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
Referência 8-5
Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
Inércia, ContinuaçãoWK2 ou WR2Onde:WR2 refere-se à inércia de um membro rotatório que foi calculada pela atribuição do peso do objeto concentrado ao redor de sua margem a uma distância R (raio) do centro (ex.: volante)WK2 refere-se à inércia de um membro rotatório que foi calculada através da atribuição do peso do objeto concentrado em alguns raios menores, K (denominado como o raio de rotação). Para determinar o WK2 de uma peça, o peso geralmente é requisitado (ex.: cilindro, polia, engrenagem).
Fórmulas de Torque
Onde:T = Torque (pés-lbs)HP = PotênciaN = Velocidade do motor à carga nominal (rpm)
Onde:T = Torque (pés-lbs)F = Força (lbs)R = Raio (pés)
Onde:T = Torque (pés-lbs)WK2 = Inércia refletida no Eixo do Motor (pés-lb2)∆ rpm = Alteração na velocidadet = Tempo para acelerar (segundos)Obs.: Para converter pés-lb2 em pol-lb-s2: divida por 2,68. Para converter pol.-lb-s2 em pés-lb2: multiplique por 2,68.
Fórmulas do Motor CA
Onde: Vel. Sínc. = Velocidade Síncrona (rpm)Freq = Freqüência (Hz)
Onde: Vel. Plena Carga = Velocidade de Plena Carga (rpm)Vel Sínc = Velocidade Síncrona (rpm)
Onde:WK2 = Inércia (pés-lb2)
THp 5250×
N-------------------------2
T F R×2
T (Aceleração)WK
� ∆rpm( )×308 t×
--------------------------------------2
Vel. Sínc.Freq 120×
Número de Pólos-----------------------------------------2
Escorregamento %Vel. Sínc. Vel. Plena Carga1
Vel. Sínc.---------------------------------------------------------------------- 100×2
WK�
RefletidoWK
�da Carga( )
Raio de Redução( )�-------------------------------------------------2
8-6 Referência
Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
Características de Torque em Aplicações Comuns
Esta tabela oferece uma rápida orientação sobre o torque requisitado para o arranque, partida e operação de muitas aplicações comuns.
Tabela 8.B Características de Torque
Aplicação
Torque da Carga como porcentagem de Torque do Inversor À Plena Carga
Arran- que
Acelera-ção
Opera- ção de Pico
Agitadores:LíquidoMassa
100150
100100
100100
Sopradores, centrífugo:Válvula fechadaVálvula aberta
3040
50110
40100
Sopradores, deslocamento positivo, rotatório com bypass
40 40 100
Máquinas de cartão, têxteis 100 110 100
Centrífugas (extratoras) 40 60 125
Lascas, madeiras, partida vazia 50 40 200
Compressores, pá axial, carregada 40 100 100
Compressores, alternância, partida descarregada
100 50 100
Transportadores, cinta (carregados) 150 130 100
Transportadores, arrastamento (ou calha articulada)
175 150 100
Transportadores, parafusos (carregados) 175 100 100
Transportadores, tipo vibratório (vibração) 150 150 75
Prensas de estampar (volante) 50 50 200
Prensas de furar 25 50 150
Escadas rolantes (partida descarregada) 50 75 100
Ventiladores, centrífugas, ambiente:Válvula fechadaVálvula aberta
2525
60110
50100
Ventiladores, centrífugas, quente:Válvula fechadaVálvula aberta
2525
60200
100175
Ventiladores, propulsor, fluxo axial 40 110 100
Alimentadores, (cintas) carregados 100 120 100
Alimentadores, distribuição, oscilação do inversor
150 150 100
Alimentadores, parafusos, compactação de rolos
150 100 100
Alimentadores, parafusos, bolo de filtro 150 100 100
Alimentadores, parafusos, seco 175 100 100
Alimentadores, vibração, acionados por motor
150 150 100
Carcaças, turbilhonamento, têxteis 50 125 100
Esmirilhadeira, metal 25 50 100
Passadeiras, lavadoras (calandras) 50 50 125
Aplicação
Torque da Carga como porcentagem de Torque do Inversor À Plena Carga
Arran- que
Acelera-ção
Opera- ção de Pico
Ajustadores, carpintaria 50 125 125
Máquinas, engarrafamento 150 50 100
Máquinas, polimento, automáticas 50 75 100
Máquinas, bloco do furo de escória, vibração 150 150 70
Máquinas, abridor de fendas para chavetas 25 50 100
Máquinas, polimento 50 75 100
Moinhos, farinha, esmirilhamento 50 75 100
Moinhos, serra, banda 50 75 200
Misturadores, químicos 175 75 100
Misturadores, concreto 40 50 100
Misturadores, massas 175 125 100
Misturadores, líquidos 100 100 100
Misturadores, areia, centrífuga 50 100 100
Misturadores, areia, parafusos 175 100 100
Misturadores, massa 150 125 100
Misturadores, sólidos 175 125 175
Nivelador, carpintaria 50 125 150
Prensas, pelotilha (volantes) 150 75 150
Prensas, punção (volantes) 150 75 100
Bombas, aletas ajustáveis, vertical 50 40 125
Bombas, centrífuga, descarga aberta 40 100 100
Bombas, campo petrolífero, volante 150 200 200
Bombas, óleos, lubrificação 40 150 150
Bombas, óleo combustível 40 150 150
Bombas, propulsor 40 100 100
Bombas, alternância, deslocamento positivo 175 30 175
Bombas, tipo parafuso, espumado, descarga aberta
150 100 100
Bombas, manipulação de massa, descarga aberta.
150 100 100
Bombas, turbina, centrífuga, poço 50 100 100
Bombas, vácuo (serviço de fábrica de papel) 60 100 150
Bombas, vácuo (outras aplicações) 40 60 100
Referência 8-7
Tabela 8.B Características de Torque, Continuação
Aplicação
Torque da Carga como porcentagem de Torque do Inversor à Plena Carga
Arran- que
Acelera-ção
Opera- ção de Pico
Bombas, tipo pá, deslocamento positivo 150 150 175
Rolos, trituração (cana-de-açúcar) 30 50 100
Rolos, esfoliação 30 50 100
Lixadeira mecânica, carpintaria, disco ou cinto
30 50 100
Serras, banda, usinagem 30 50 100
Serras, circular, metal, recorte 25 50 150
Serras, circular, carpintaria, produção 50 30 150
Serras, laminador de bordas (consulte laminadores)
Serras, grupo 60 30 150
Telas, centrífuga (centrífugas) 40 60 125
Telas, vibração 50 150 70
Separadores, ar (tipo ventilador) 40 100 100
Guilhotinas, tipo volante 50 50 120
Maquinário para indústria têxtil 150 100 90
Passadiço, mecanizado 50 50 100
Lavadoras, lavanderia 25 75 100
Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
8-8 Referência
Notas:
Publicação 150-AT001B-PT-P - Abril 2002
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Substitui Publicação 150-AT001A - Novembro 2001 ��� �'���I��00��3��45�������������!�<���������� ����� � �����!�:�� �������7!;!�!