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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
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.
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.
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!
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.
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 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.