Universidade Federal do Rio Grande do NorteDepartamento de Engenharia de Computação e

Automação

Comandos Elétricos

Heitor Medeiros Florencio

Comandos Elétricos na Automação Industrial

Conhecimentos de comandos elétricos são indispensáveispara implantação de sistemas de automação na indústria.

Painéis Elétricos são compostos por: Equipamentos de controle (ex.: CLPs);

Componentes de proteção;

Equipamentos de partida de motores.

Comandos Elétricos

Comandos elétricos são esquemas de componentes elétricose eletrônicos que permitem automatizar o acionamento demotores elétricos, evitando o manejo inadequado do usuárioe protegendo a máquina e o operador.

Melhoram o conforto no manejo da máquinas, usando simples botões.

A maioria das máquinas na indústria são acionadas por motoreselétricos.

Compostos por dispositivos de proteção para motores e dispositivosde comando, sinalização e auxiliares.

Componentes

Dispositivos de proteção:

Fusível;

Relé de sobrecarga;

Disjuntor motor;

Dispositivos de comandos, sinalização e auxiliares:

Botoeira e chave;

Contator;

Relé de tempo;

Sinalizador;

Fusíveis

Dispositivos de proteção conta curto-circuito (aumento bruscoda intensidade de corrente ocasionado por falha no sistema)de utilização única: após sua atuação devem ser descartados.

Tipo D (Diazed)

Uso residencial e industrial.

Pode ser de ação rápida ou retarda.

Recomendável para corrente até 63A

Tipo NH

Uso exclusivamente industrial.

Pode ser de ação rápida ou retarda.

Corrente nominal até 1250A

Fusíveis

• Simbologia:

Relé

O relé é um dispositivo utilizado para a proteção de circuitosem relação a sobrecarga, e diferentemente em relação aosfusíveis, que atuam uma única vez (queima do filamento), osrelés atuam diversas vezes durante a sua vida útil, ou seja,eles atuam e não tem a necessidade de serem substituídos.

Os relés utilizados comumente como dispositivos desegurança podem ser do tipo Eletromagnéticos e Térmicos.

Relés de Proteção

Relé Eletromagnético: Atuação baseada na ação eletromagnética

provocada pela circulação da correnteelétrica numa bobina.

Relé de mínima tensão;

Relé de máxima corrente;

Relé Térmico (relé de sobrecarga): Atuação baseada no princípio da

deformação de um bimetal quando ocorreum aumento de temperatura devido aoaumento da intensidade da corrente.

Relé de Sobrecarga

Disjuntor Motor

Disjuntor é usado na proteção contra altas correntes com avantagem de poder ser religado várias vezes.

Disjuntor motor é um dispositivo desenvolvido para aproteção de motores contra curto-circuito e sobrecarga.Possui ajuste na proteção de sobrecarga (térmico) paramelhor atuação no caso de sobrecarga.

Diagramas de Força

• Os dispositivos de proteção sãoutilizados no diagrama de força paraproteger o motor no acionamento.

• Esquemas de comandos elétricos:

Diagrama de força

Diagrama de comando

Botoeiras

As chaves manuais são os dispositivos de manobra maissimples e de baixo custo para realizar o acionamento domotor elétrico, podem acionar diretamente um motor ouacionar a bobina de um contator.

Chaves elétricas acionadas manualmente que apresentam,geralmente, um contato aberto (NA; normalmente aberto) eoutro fechado (NF; normalmente fechado).

O acionamento das botoeiras gera uma comutação noscontatos:– Contatos NF tornam-se abertos;

– Contatos NA tornam-se fechados.

Botoeiras

Botoeiras

• Simbologia:

Sinaleiros

É um elemento de sinalização, cuja finalidade é alertar aooperador as condições de funcionamento do circuito. Eles sãocompostos por lente frontal, blocos porta lâmpada e contatos.

Contatores

Definição 1:

É um dispositivo de manobra mecânica, acionadomagneticamente, que permite comandar grandesintensidades de corrente, através de um circuito auxiliar debaixa intensidade de corrente.

Definição 2:

Chave de operação não manual, eletromagnética, que temuma única posição de repouso e é capaz de estabelecer,conduzir e interromper correntes em condições normais docircuito, inclusive sobrecargas no funcionamento.

Contatores

• Princípio similar ao relé!

• Consiste de um núcleo magnético, parte fixo e parte móvel,excitado por uma bobina. Quando a bobina é energizada oscontatos (NA e NF) comutam suas posições.

Contatores

Nomenclatura de Contatos:

– Bobinas: são identificadas de forma alfanumérica com A1 e A2.

– Terminais do circuito principal (potência/força): devem seridentificados por números unitários e por um sistema alfanumérico.

Contatores

Nomenclatura de Contatos:

– Terminais de contatos auxiliares: devem ser marcados ouidentificados nos diagramas, através de dois números, de modo que aunidade representa a função do contato e a dezena representa asequência da numeração.

Relé de tempo

• São projetados para o controle de tempo de curta duração.São utilizados na automação de máquinas e processosindustriais, especialmente em sequenciamento, interrupçõesde comando e em chaves de partida.

• Relé temporizador!

Relé temporizador

Diagramas de Comando

• Diagramas/circuitos de comando utilizam dispositivos deseccionamento, responsáveis por abrir e fechar circuitos, porincluir ou retirar elementos.

Diagrama de forçaDiagrama de comando

Diagrama de Comando

Contato de Selo:

Sempre ligado em paralelo como contato de fechamento dabotoeira.

Responsável por manter acorrente circulando pelocontator, mesmo após ooperador ter retirado o dedo dabotoeira.

Diagrama de Comando

Intertravamento:

Evitar o funcionamento simultâneo de dois contatores.

Diagrama de Comando

Associação de contatos/chaves:

Lógica E Lógica OU

Diagrama de Comando

Sensor:

Comandos Elétricos: Simbologia

Comandos Elétricos: Simbologia e Nomenclatura

• Nomenclatura – NBR 5280:

Partidas de Motores

Partidas de Motores

Acionamento Convencional:Conhecidos como partidas convencionais de motores, utilizam-sede dispositivos eletromecânicos para o acionamento (partida) domotor (ex. contatores eletromecânico, interruptores mecânicos,etc.).

• Partida direta;

• Partida estrela-triângulo;

• Partida compensadora;

Acionamento Eletrônico:Conhecidos como partidas eletrônicas de motores, utilizam-se dedispositivos eletrônicos que realizam o acionamento do motor (ex.soft-starters , inversores de frequência, etc.).

Partida Direta

• O motor parte com valores de conjugado (torque) e corrente departida plenos, pois suas bobinas recebem tensão nominal.

• Consequências: Acentuada queda de tensão no sistema de alimentação da rede, o que

ocasiona interferências em equipamentos instalados no sistema;

O sistema (cabos, contatores) deverá ser superdimensionado, elevando oscustos;

Desobediência às normas vigentes que delimitam a queda de tensão darede.

Restrições: A corrente de partida do motor deve ser bem inferior à da rede;

As instalações elétricas devem ter capacidade para conduzir a corrente departida (tempo curto) e a corrente nominal (regime permanente);

Os motores devem partir sem carga (a vazio). Somente depois de se teratingido a rotação nominal é que a carga poderá ser aplicada.

Partida Direta

Partida Direta

Partida Direta

Partida Direta

Partida Direta com Reversão

Partida Estrela-Triângulo

Para se evitar os problemas encontrados na Partida Direta,pode‐se utilizar um sistema de partida com redução detensão e consequentemente redução da corrente. A PartidaEstrela‐Triângulo consiste na alimentação do motor comredução de tensão nas bobinas durante a partida.

No início da partida executa‐se a ligação estrela no motor(apto a receber tensão de estrela UY), porém ele éalimentado com tensão de triângulo (UΔ), ou seja, com atensão da rede.

No instante em que o motor atinge aproximadamente 90% dasua velocidade nominal é feito a comutação, passando omotor a ser ligado em triângulo, assim as bobinas passam areceber a tensão nominal.

Partida Estrela-Triângulo

Requisitos:

Os motores devem ser trifásicos, com duas tensões de ligação(estrela e triângulo) e ter no mínimo 6 terminais.

• Ex: 220/380V, 380/660V, 440/760V;

A tensão de alimentação deve corresponder à tensão de ligaçãoem triângulo do motor;

Assim como na Partida Direta, os motores devem partir semcarga (a vazio), porque na ligação em estrela ocorre tambémuma redução no torque de partida, proporcional a redução dacorrente de partida.

Partida Estrela-Triângulo

Partida Estrela-Triângulo

Partida Estrela-Triângulo

Partida Estrela-Triângulo

Partida Estrela-Triângulo

Partida Estrela-Triângulo

Partida Estrela-Triângulo

Partida Estrela-Triângulo

Partida Estrela-Triângulo

Referências

• Oliveira, Clóvis B. M. “Acionamento e Comandos Elétricos”.UFRN, 2012. Notas de aula.

• “Comandos Elétricos”. Clube do Técnico. Apostila.