1. CTC_M1B_V1_T 1 MDULO 1 Comando e Proteo de Motores e
Circuitos Eltricos CA de Baixa Tenso
2. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 2 Mdulo 1 Comando e
Prote o * Material sujeito a alteraes sem prvio aviso!
3. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 3 Mdulo 1 Comando e
Prote o Sumrio 1 Anlise dos Dispositivos Eltricos Utilizados em
Baixa Tenso______________ 10 1.1 Dispositivos de Seccionamento
___________________________________________11 1.2 Dispositivos de
Proteo ________________________________________________12 2
Caractersticas e Especificao dos Componentes das Chaves de Partida
WEG _ 13 2.1 Fusveis
______________________________________________________________ 13
2.1.1 Fusveis de Fora (D OU NH) ________________________________
________________13
2.1.1.1Classificao________________________________
___________________________ 14 2.1.1.2Curvas Tempo x corrente de
Fusveis weg ________________________________ ____15
2.1.1.3Dimensionamento________________________________
_______________________ 17 2.1.1.4Exemplo de Clculo:
________________________________ ____________________ 19 2.1.2
Fusveis de Comando ________________________________
_______________________ 21
2.1.2.1Dimensionamento________________________________
_______________________ 21 2.2 Contatores
____________________________________________________________ 26
2.2.1 Definio (de norma): ________________________________
______________________ 26 2.2.2 Contato Principal
________________________________ __________________________ 28
2.2.3 Contatos Auxiliares ________________________________
________________________ 28 2.2.4 Sistema de Acionamento
________________________________ ____________________ 29 2.2.5
Etiquetas e Identificao de Terminais
________________________________ _________29 2.2.5.1Nomenclatura de
Contatos em Contatores ________________________________ ____29
2.2.6 Fases de uma Manobra ________________________________
______________________ 36 2.2.6.1Processo de Ligao
________________________________ _____________________ 36
2.2.6.2Estado Fechado ________________________________
________________________ 37 2.2.6.3Processo de Desligamento
________________________________ ________________38 2.2.6.4Estado
Aberto ________________________________ __________________________
39 2.2.7 Ensaios Realizados________________________________
_________________________ 39 2.2.8 Posio de Montagem
________________________________ ______________________ 41 2.2.9
Seleo de contatores ________________________________
_______________________ 42 2.3 Dimensionamento de Contatores de
Fora _________________________________43 2.3.1 Critrios de Escolha
________________________________ ________________________ 43 2.3.2
Comutao de Motores com Rotor de Gaiola
________________________________ ____47 2.3.2.1Escolha para
Categoria de Emprego AC3 ________________________________ ____47
2.3.3 Comutao de Cargas Resistivas Categoria AC-1
_______________________________ 47 2.3.4 Chaveamento de Capacitores
Categoria AC-6b ________________________________ _48 2.3.5 Comutao
de Lmpadas ________________________________ ____________________ 49
2.3.5.1Lmpadas Incandescentes ________________________________
________________49 2.3.5.2Lmpadas
Fluorescentes________________________________ __________________49
2.3.5.3Lmpadas de Vapor de Mercrio de Alta Presso
______________________________ 49 2.3.5.4Lmpadas de Vapor Metlico
de Halognio ________________________________ __49 2.3.5.5Lmpadas
Mistas ________________________________ _______________________ 49
2.3.5.6Lmpadas de Vapor de Sdio de Alta e B aixa Presso
__________________________ 50 2.3.6 Comutao de Corrente Contnua
________________________________ _____________50 2.3.7 Comutao em
Aplicaes Especiais ________________________________ ___________50
2.3.7.1Comutao de transformadores a vazio (sem carga no secundrio):
________________50 2.3.7.2Comutao de Transformadores em Mquinas de
Solda: ________________________ 51 2.3.8 Acessrios
________________________________ _______________________________ 51
2.4 Protetores Trmicos (sondas trmicas) pa ra Motores Eltricos
_______________53 2.4.1
Termostatos:________________________________
______________________________ 53 2.4.2 Termistores PTC
________________________________ _________________________ 55 2.4.3
Termoresistncias PT100 ________________________________
__________________56 2.4.4 Protetores Bimetlicos de Disco:
________________________________ ______________57
4. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 4 Mdulo 1 Comando e
Prote o 2.5 Rels de Sobrecarga
____________________________________________________58 2.5.1
Definio e Funo ________________________________
________________________ 58 2.5.2 Construo e Operao
________________________________ _____________________ 58
2.5.2.1Dispositivo Mecnico Sensvel Contra Falta de Fase
____________________________ 59 2.5.2.2Proteo com Rels + TCs
________________________________ _______________61 2.5.2.3Curva
Caracterstica de Desarme dos rels trmicos (conforme IEC 60947)
_________61 2.5.3 Condies de Servio
________________________________ _______________________ 62
2.5.3.1Temperatura Ambiente ________________________________
___________________ 62 2.5.3.2Compensao de Temperatura
________________________________ _____________63 2.5.3.3Posio de
Montagem ________________________________ ___________________ 63
2.5.4 Caractersticas de Operao ________________________________
__________________63 2.5.4.1Corrente Nominal do Motor
________________________________ _______________63
2.5.4.2Caractersticas da Rede ________________________________
__________________63 2.5.4.3Nmero de Manobras
________________________________ ____________________ 64
2.5.4.4Instalao de Rels Tripolares para Servio Mono e Bifsico
_____________________ 64 2.5.5 Rels de Sobrecarga WEG
________________________________ ___________________ 64
2.5.5.1Caractersticas Dos Rels WEG:
________________________________ ___________65
2.5.5.2Terminais:________________________________
_____________________________ 66 2.5.5.3Tecla Multifuno - Proramao
RW 17D, 27D, 67D 117.1D, 117.2D, 317D e 407D __66 2.5.6 Seleo de
rels de sobrecarga weg ________________________________
____________67 2.6 Rels Temporizadores
__________________________________________________68 2.6.1 Seleo de
rels temporizadores: ________________________________
______________69 2.6.2 Tipos de rels temporizadores
________________________________ ________________70 2.6.3 Esquemas
de ligao de rels temporizadores ________________________________
____72 2.6.3.1Retardo na Energizao - RTW RE
________________________________ _________72 2.6.3.2Pulso na
Energizao - RTW pE ________________________________ ___________73
2.6.3.3Cclico - RTW CI / CIL / CID / CIR
________________________________ _______74 2.6.3.4Estrela-Triangulo
- RTW et ________________________________ _______________75
2.6.3.5Rel Temporizador - Retardo na Energizao - RTW RE
________________________ 76 2.6.4 Ajuste da Temporizao do Rel
________________________________ ______________77 2.6.5 Indicaes
Luminosas ________________________________ ______________________
77 2.7 Rels Protetores - RPW
_________________________________________________78 2.7.1 Rel
Seqncia de Fase RPW SF ________________________________
____________78 2.7.1.1Seleo ________________________________
_______________________________ 78 2.7.1.2Esquema de Ligao
________________________________ _____________________ 79
2.7.1.3Diagrama Funcional ________________________________
_____________________ 79 2.7.1.4Indicaes Luminosas
________________________________ ___________________ 79 2.7.2 Rel
Falta de Fase RPW FF ________________________________
________________80 2.7.2.1Seleo ________________________________
_______________________________ 81 2.7.2.2Esquema de Ligao
________________________________ _____________________ 81
2.7.2.3Diagrama Funcional ________________________________
_____________________ 81 2.7.2.4Ajuste de Sensibilidade
________________________________ __________________82
2.7.2.5Indicaes Luminosas ________________________________
___________________ 82 2.7.3 Rel Falta de Fase e sequencia de fase
RPW FSF _______________________________ 83 2.7.3.1Seleo
________________________________ _______________________________ 84
2.7.3.2Esquema de Ligao ________________________________
_____________________ 84 2.7.3.3Diagrama Funcional
________________________________ _____________________ 84
2.7.3.4Ajuste de Sensibilidade ________________________________
__________________85 2.7.3.5Indicaes Luminosas
________________________________ ___________________ 85 2.7.4 Rel
de sub ou sobretenso e falta de fase RPW
ss_______________________________ 86 2.7.4.1Seleo
________________________________ _______________________________ 87
2.7.4.2Esquema de Ligao ________________________________
_____________________ 87 2.7.4.3Diagrama Funcional
________________________________ _____________________ 87
2.7.4.4Ajuste de Sensibilidade ________________________________
__________________88 2.7.4.5Indicaes Luminosas
________________________________ ___________________ 88 2.7.5 Rel
de proteo ptc RPW ptc ________________________________
______________89
5. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 5 Mdulo 1 Comando e
Prote o 2.7.5.1Seleo ________________________________
_______________________________ 90 2.7.5.2Esquema de Ligao
________________________________ _____________________ 90
2.7.5.3Diagrama Funcional ________________________________
_____________________ 91 2.7.5.4Indicaes Luminosas
________________________________ ___________________ 91 2.8 Rel de
Nvel RNW ___________________________________________________92
2.8.1 Rel de nvel de Enchi mento - RNW En
________________________________ ________94 2.8.1.1Esquema de Ligao
________________________________ _____________________ 94
2.8.1.2Diagrama funcional ________________________________
_____________________ 95 2.8.2 Rel de nvel de Esvaziamento - RNW ES
________________________________ ______95 2.8.2.1Esquema de Ligao
________________________________ _____________________ 95
2.8.2.2Diagrama funcional ________________________________
_____________________ 96 2.9 Transformadores
______________________________________________________ 97 2.9.1
Transformador de Comando ________________________________
_________________97 2.9.1.1Formas de Instalao
________________________________ ____________________ 97
2.9.1.2Dimensionamento________________________________
_______________________ 97 2.9.2 Auto Transformadores de Partida
________________________________ _____________98
2.9.2.1Dimensionamento________________________________
_______________________ 98 2.9.3 Transformadores de Corrente (TCs)
________________________________ ___________99 2.10 Disjuntor
________________________________________________________ 100
2.10.1Funcionamento________________________________
___________________________ 100 2.10.2Capacidade de Interrupo
________________________________ __________________101
2.10.3Categoria de Utilizao para Disjuntores
________________________________ _______101 2.10.4Classificao dos
Disjuntores ________________________________ _______________102
2.10.4.1 Sob o ngulo de funcionamento, podemos classific -los em
trs classes denominadas standard, limitadores e sele tivos.
________________________________ __________102 2.10.4.2 Pode-se
classificar os disjuntores, tambm, sob o ponto de vista de aplicao
em: 103 2.10.5Disparadores em Disjuntores
________________________________ ________________104 2.10.6Vida til
e Freqncia de Manobra ________________________________
___________104 2.10.7Contatos Auxiliares
________________________________ _______________________ 105
2.10.8Tipos de Disjuntores ________________________________
______________________ 105 2.10.8.1 Disjuntores Ligados Diretamente
Carga ________________________________ 106 2.10.8.2 Disjuntores de
Distribuio ________________________________ ___________106 2.10.8.3
Disjuntores de Acoplamento ________________________________
__________106 2.11 Seletividade entre Dispositivos de Proteo em
Baixa Tenso _____________ 107 2.11.1Fusveis Ligados em srie com
fusveis ________________________________ ________107 2.11.2Fusveis
Ligados em Srie com Disjuntores ________________________________
____107 2.11.3Disjuntor em Srie com Fusvel
________________________________ ______________108 2.12 Anlise e
Determinao do Nvel de Curto-Cicuito______________________ 110
2.12.1Introduo ________________________________
______________________________ 110 2.12.2Anlise do Curto-Circuito
Trifsico Tripolar ________________________________ __110
2.12.3Valores mdios de impedncia e resistncia de transfor madores
____________________ 114 2.12.4Clculo de Curto-Circuito pelo Mtodo
Simplificado _____________________________ 114 2.12.5Determinao das
Resistncias Adicionais do Sistema ____________________________ 114
2.12.6Grandezas para a Especificao________________________________
______________116 2.12.6.1 Corrente Nominal
________________________________ __________________116 2.12.6.2
Tenso Nominal ________________________________ ____________________
116 2.12.6.3 Valor eficaz da Corrente de Curto-Circuito
Ik_____________________________ 116 2.13 Exerccio de aplicao de
dimensionamento de nvel de curto-circuito. _____117 2.14 Linha de
Disjuntores em Caixa Moldada WEG ________________________ 122
2.14.1Caractersticas: ________________________________
___________________________ 122 2.14.2Etiqueta de Identificao:
________________________________ ___________________123 2.14.3Dados
complementares para a seleo de disjuntores:
_____________________________ 124 2.14.4Funes adicionais da linha
WEG: ________________________________ ___________125
6. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 6 Mdulo 1 Comando e
Prote o 2.14.5Acessrios ________________________________
______________________________ 125 2.14.6Disjuntores Para a Proteo
de Circuitos de Motores (DWM) ______________________ 129
2.14.7Disjuntores Para a Proteo de Geradores (DWG)
_______________________________ 129 2.14.8Chave de Transferncia
Motorizada - CTM ________________________________ ____129
2.14.9Interruptores - IWA ________________________________
_______________________ 129 2.15 Codificao e Seleo de Disjuntores
em Caixa Moldada_________________ 130 2.16 Exemplo de Seleo
_______________________________________________131 2.16.1Nvel de
Curto-Circuito da Instalao ________________________________
_________133 2.17 Disjuntor-Motor MPW 25
__________________________________________134 2.17.1Tabela de Seleo
________________________________ ________________________ 134
2.17.2Codificao e Seleo de Disjuntores
________________________________ _________136 2.17.3Curvas de
Disparo ________________________________ ________________________
137 2.17.4Posio de Montagem ________________________________
_____________________137 2.17.5Acessrios
________________________________ ______________________________ 138
2.18 Linha de Minidisjuntores - Minidisjuntores
MDW______________________ 141 2.18.1Caractersticas Gerais
________________________________ ______________________ 141
2.18.2Curvas Caractersticas de Disparo
________________________________ ____________141 2.18.2.1 Coordenao
de Proteo ________________________________ ____________142
2.18.3Tabela de Seleo ________________________________
________________________ 142 2.18.4Codificao e Seleo de mini
Disjuntores ________________________________ _____143 2.18.5Dados
Tcnicos ________________________________ __________________________
143 2.19 Interruptores Seccionadores SIW
____________________________________144 2.19.1Tabela de Seleo
________________________________ ________________________ 144
2.19.2Exemplo de codificao: ________________________________
___________________144 2.19.3Dados Tcnicos
________________________________ __________________________ 145
2.20 Interruptores Diferenciais Residuais DRs
___________________________ 145 2.20.1Sensibilidade
________________________________ ____________________________ 145
2.20.2Princpio de Funcionamento ________________________________
________________146 2.20.3Diagramas de Ligao
________________________________ _____________________146
2.20.4Tabela de Seleo ________________________________
________________________ 147 2.20.5Exemplo de codificao:
________________________________ ___________________147 2.21
Dispositivo de Proteo contra surtos DPS SPW ______________________
148 2.21.1Classe de Proteo ________________________________
________________________ 148 2.21.2Sinalizao de Estado
________________________________ _____________________148
2.21.3Tabea de Seleo ________________________________
________________________ 149 2.21.4Esquema de Ligao
________________________________ ______________________ 149 2.22
Comando e Sinalizao ____________________________________________150
2.22.1Montagem ________________________________
______________________________ 150 2.22.2Encaixe e Posicionamento
________________________________ __________________151
2.22.3Segurana e Confiabilidade ________________________________
_________________151 2.22.4Linha de Botes
________________________________ __________________________ 152
2.22.5Linha de Botes de Emergncia ________________________________
______________153 2.22.6Sinaleiros ________________________________
_______________________________ 153 2.22.7Comutadores
________________________________ ____________________________ 154
2.22.8Blocos de contatos ________________________________
________________________ 155 2.22.9Blocos de iluminao com led
integrado ________________________________ _______155 2.22.10
Blocos para iluminao ________________________________
_________________156 2.22.11 Blocos para iluminao com led integrado
________________________________ __156 2.22.12 Bloco redutor de
tenso ________________________________ _________________157 2.22.13
Identificao de Botes Sinaleiros ________________________________
_________158 2.23 Escolha do Tipo de Chave
__________________________________________159
7. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 7 Mdulo 1 Comando e
Prote o 2.23.1Partida Direta ________________________________
____________________________ 159 2.23.2Partida Estrela-Tringulo
________________________________ ___________________160 2.23.2.1
Seqncia Operacional (Com Rel de Tempo Estrela
-Tringulo)______________163 2.23.3Partida Compensadora
________________________________ _____________________163
2.23.4Partida Srie-Paralelo________________________________
______________________ 165 2.23.5Comparativo Estrela Tringulo x
Compensadora ________________________________ 168 2.23.6Escolha da
Chave em Funo do Motor e da Rede _______________________________
169 2.24 Dimensionamento dos Componentes Bsicos da Chave
__________________ 170 2.24.1Chave de Partida Direta
________________________________ ____________________ 171 2.24.1.1
Corrente no Trecho ________________________________
_________________171 2.24.1.2 Roteiro de Clculo
________________________________ __________________171 2.24.1.3
Diagrama Padro WEG ________________________________
______________174 2.25 Chave de Partida
Estrela-Tringulo__________________________________175
2.25.1Correntes nos Trechos ________________________________
_____________________175 2.25.2Roteiro de Clculo
________________________________ ________________________ 177
2.25.3Diagrama Padro WEG ________________________________
____________________ 181 2.26 Chave de Partida Compensadora
____________________________________183 2.26.1Corrente nos Trechos
________________________________ ______________________ 183
2.26.2Roteiro de Clculo ________________________________
________________________ 185 2.26.3Diagrama Padro WEG
________________________________ ____________________ 189 2.27
Chave de Partida Estrela Srie Paralela
______________________________ 190 2.27.1Corrente nos Trechos
________________________________ ______________________ 190
2.27.2Roteiro de Clculo ________________________________
________________________ 192 2.27.3Diagrama Padro WEG
________________________________ ____________________ 195 2.28
Equipamentos Opcionais
___________________________________________197 2.29 Diagrama de
Chaves Especiais ______________________________________198
2.29.1Reverso Direta ________________________________
__________________________ 198 2.29.2Partida Direta com Frenagem
________________________________ _______________198 2.29.3Comando
por Boto Fim de Curso ________________________________
____________199 2.29.4Comando por
Pressostato________________________________ ___________________199
2.29.5Proteo Trmica por Termistor ________________________________
_____________200 2.29.6Motor de Duas Rotaes com Dois Enrolamentos
Separados _______________________ 200 2.29.7Motor Dahlander
________________________________ _________________________ 201
2.29.8Estrela-Tringulo com reverso ________________________________
______________201 2.29.9Partida Compensadora com Apenas um Auto
Transformador _______________________ 202 2.30 Condio de Servios de
Chaves _____________________________________203 2.30.1Queda de
Tenso ________________________________ _________________________
203 2.30.1.1 Circuitos Alimentadores de Motores Eltricos
____________________________ 203 2.30.1.2 Motores de Induo
________________________________ _________________203 2.30.1.3
Circuitos de Comando ________________________________
_______________204 2.30.1.4 Componentes de Comando
________________________________ ___________204 2.30.1.5 Principais
Causadores de Queda de Tenso_______________________________ 205
2.30.2Limites de Temperatura ________________________________
____________________ 205 2.30.3Limites de Altitude
________________________________ _______________________ 205
2.30.4Posio de Montagem ________________________________
_____________________205 2.30.5Vibraes
________________________________ _______________________________
206 2.30.6Graus de Proteo ________________________________
________________________ 206 2.31 Instalao e Manuteno de Chaves
__________________________________207 2.31.1Transporte
________________________________ ______________________________ 207
2.31.2Armazenagem e Longas Paradas de Chaves (ex: Irrigao)
________________________ 207 2.31.3Recomendaes Para Primeira
Partida de Motores _______________________________ 207
2.31.4Aterramento ________________________________
_____________________________ 208
8. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 8 Mdulo 1 Comando e
Prote o 2.31.5Conexes Eltricas ________________________________
________________________ 208 2.31.6Manuteno em Chaves de Partida
________________________________ ___________209 2.31.6.1 Tipos de
Manuteno ________________________________ ________________209
2.31.7Substituio de Fusveis ________________________________
____________________ 209 2.31.8Substituio de Contatos de Contatores
________________________________ ________210 2.31.9Ajustes em Rels
de Sobrecarga e de Tempo ________________________________ ___210
2.31.10 Principais Defeitos e Suas Causas em Chaves de Partidas
______________________ 211 2.32 Soft starter
_____________________________________________________ 213
2.32.1Introduo ________________________________
______________________________ 213 2.32.2Princpio de Funcionamento
________________________________ ________________213 2.32.2.1
Circuito de potncia________________________________
_________________214 2.32.2.2 Circuito de controle
________________________________ _________________214
2.32.3Principais Caractersticas ________________________________
___________________214 2.32.3.1 Principais Funes
________________________________ __________________214 2.32.3.2
Protees ________________________________ _________________________
219 2.32.3.3 Acionamentos tpicos (Modelos SSW 03 e SSW 04)
_______________________ 222 2.32.4Principais aplicaes para Soft
-Starters ________________________________ ________225 2.32.4.1
Bombas centrfugas ________________________________
_________________225 2.32.4.2
Compressores________________________________ ______________________
226 2.32.4.3 Ventiladores________________________________
_______________________ 226 2.32.4.4 Misturadores
________________________________ ______________________ 227
2.32.4.5 Moinhos ________________________________
__________________________ 228 2.32.4.6 Transportadores
________________________________ ____________________ 229 2.32.4.7
Centrfugas________________________________ ________________________
230 2.32.5Critrios para dimensionamento
________________________________ _____________230 2.32.5.1 Situao
Ideal ________________________________ _____________________232
2.32.5.2 Situao Normal ________________________________
___________________239 2.32.6Consideraes Importantes
________________________________ _________________240 2.33 Tipos de
Soft-Starter WEG _________________________________________243
2.33.1SOFT-STARTER SSW-03plus e SSW-04
________________________________ ____243 2.33.1.1
Caractersticas:________________________________
_____________________243 2.33.1.2 Tipos de ligao (Soft-starter
Motor) ________________________________ _244 2.33.1.3 Redes de
comunicao fieldbus ________________________________ ______245
2.33.1.4 Interface Homem-Mquina ________________________________
___________246 2.33.1.5 Software de programao Super Drive
________________________________ __246 2.33.1.6 Acionamentos Tpicos
________________________________ _______________247
2.33.2SOFT-STARTER SSW-05 ________________________________
________________249 2.33.2.1 Benefcios
________________________________ ________________________ 249
2.33.2.2 Modelos ________________________________
__________________________ 249 2.33.2.3 Ajustes e indicaes
________________________________ _________________250 2.33.2.4
Esquema de ligao ________________________________
_________________250 2.33.2.5 Interface Homem-Mquina
________________________________ ___________251 2.33.2.6 Software
de programao Super Drive ________________________________ __251
2.33.2.7 Codificao ________________________________
_______________________ 252 2.33.3SOFT-STARTER SSW-06
________________________________ ________________253 2.33.3.1
Benefcios ________________________________ ________________________
255 2.33.3.2 Principais aplicaes ________________________________
________________256 2.33.3.3 Tipos de ligao (Soft-Starter
Motor)________________________________ _257 2.33.3.4 Funes
Principais ________________________________ __________________258
2.33.3.5 Interface Homem-Mquina ________________________________
___________261 2.33.3.6 Redes de Comunicao Fieldbus
________________________________ _____262 2.33.3.7 Superdrive G2
________________________________ _____________________263 2.33.3.8
Codificao ________________________________ _______________________
264 2.33.4SOFT-STARTER SSW-07 ________________________________
________________265 2.33.4.1 Benefcios
________________________________ ________________________ 265
2.33.4.2 Principais aplicaes ________________________________
________________266
9. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 9 Mdulo 1 Comando e
Prote o 2.33.4.3 Ajustes e Indicaes
________________________________ ________________267 2.33.4.4
Acionamento Tpico ________________________________
________________268 2.33.4.5 Redes de Comunicao Fieldbus
________________________________ _____268 2.33.4.6 Interface
Homem-Mquina ________________________________ ___________269
2.33.4.7 Superdrive G2 ________________________________
_____________________269 2.33.4.8 Funes Principais
________________________________ __________________270 2.33.4.9
Codificao ________________________________ _______________________
271 2.33.5Caractersticas Tcnicas e Especificaes de Soft -Starter
__________________________ 272
10. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 10 Mdulo 1 Comando
e Prote o 1 ANLISE DOS DISPOSITIVOS ELTRICOS UTILIZADOS EM BAIXA
TENSO Os dispositivos utilizados normalmente em baixa tenso podem
ser classificados, conforme esquema abaixo: Figura 4.1 Alm dos
dispositivos mencionados acima, cita-se tambm os disjuntores, como
sendo o mais completo de todos, visto que este integra em um s
componente as funes de seccionamento e proteo contra sobrecargas e
curto-circuitos. De maneira simplificada: Figura 4.2 Disjuntor =
Interruptor + Rel Trmico + Rel Eletromagntico Opereo de
Liga/Desliga Proteo contra Sobrecarga Proteo contra Curto-Circuito
DISPOSITIVOS de Seccionamento de Proteo Comutadoras Seccionadoras
Interruptores Contatores em Vazio sob Carga Contra Sobrecargas
Contra Curto- Circuito Rels Trmicos Termistores Fusveis Rels
Eletromagnticos
11. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 11 Mdulo 1 Comando
e Prote o 1.1 DISPOSITIVOS DE SECCIONAMENTO Aps o desenvolvimento
das primeiras fontes de energia, foram tambm desenvolvidos
circuitos de aproveitamento da energia e, por conseqncia, os
dispositivos que ligassem e interrompessem a alimentao dos
consumidores. O mais antigo dispositivo de seccionamento contnua a
chave faca, a qual evoluiu muito pouco, limitando seu uso, com
certa segurana, somente s cargas simples e pequenas. Quando a
eletricidade foi inventada, as potncias geradas eram pequenas,
portanto, no havendo grandes problemas no ligar e desligar
circuitos. A partir do momento em que se comeou a trabalhar com
maiores potncias, surgiram os problemas negativos da corrente
eltrica, dos quais o que mais afeta negativamente a destruio
gradativa das superfcies de contato dos dispositivos de
seccionamento. Tendo como base estas informaes, teve incio o
desenvolvimento de novos dispositivos mais aperfeioados para
promover o seccionamento das cargas com extino simultnea do arco
voltaico chamando isto de capacidade de interrupo, que atualmente
dado em kA eficaz, que significa a mxima corrente que um
dispositivo pode interromper com segurana. Quanto a sua funo no
circuito, estes dispositivos podem ser classificados em quatro
tipos bsicos: Comutadoras; Seccionadoras (a vazio, ou sob carga);
Interruptores; Contatores.
12. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 12 Mdulo 1 Comando
e Prote o 1.2 DISPOSITIVOS DE PROTEO O universo de proteo de baixa
tenso, composto de fusveis, rels trmicos, rels eletromagnticos e
termistores, que podem ter aplicaes isoladamente ou em conjunto,
merecendo estudos detalhados em cada aplicao. Dentro deste universo
de proteo, o disjuntor um dispositivo que tem incorporados rels
trmicos e eletromagnticos. Sua presena em srie com outros
disjuntores ou fusveis, como sucede nos sistemas com diversas
subdistribuies, obriga o projetista a observar cuidados especiais
de coordenao para manter a atuao da proteo dentro de critrios de
seletividade. Estes critrios sero abordados no final da anlise do
funcionamento de dispositivos de proteo.
13. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 13 Mdulo 1 Comando
e Prote o 2 CARACTERSTICAS E ESPECIFICAO DOS COMPONENTES DAS CHAVES
DE PARTIDA WEG 2.1 FUSVEIS So os elementos mais tradicionais para
proteo contra curto-circuito de sistemas eltricos. Sua operao
baseada na fuso do elemento fusvel, contido no seu interior. O
elemento fusvel um condutor de pequena seo transversal, que sofre,
devido a sua alta resistncia, um aquecimento maior que o dos outros
condutores, passagem da corrente. O elemento fusvel um fio ou uma
lmina, geralmente de cobre, prata, estanho, chumbo ou liga,
colocado no interior de um corpo, em geral de porcelana ou
esteatita, hermeticamente fechado. Possuem um indicador, que
permite verificar se operou ou no; ele um fio ligado em paralelo
com o elemento fusvel e que libera uma mola que atua sobre uma
plaqueta ou boto, ou mesmo um parafuso, preso na tampa do corpo. Os
fusveis contm em seu interior, envolvendo por completo o elemento,
material granulado extintor; para isso utiliza-se, em geral, areia
de quartzo de granulometria conveniente. A figura 5.1 mostra a
composio de um fusvel (no caso mais geral). Figura 5.1 Componentes
de um fusvel WEG O elemento fusvel pode ter diversas formas. Em
funo da corrente nominal do fusvel, ele compe-se de um ou mais fios
ou lminas em paralelo, com trecho(s) de seo reduzida. Nele existe
ainda um ponto de solda, cuja temperatura de fuso bem menor que a
do elemento e que atua por sobrecargas de longa durao. 2.1.1
FUSVEIS DE FORA (D OU NH) So dispositivos de proteo que quando
usados em circuitos alimentadores de motores protegem-nos contra
correntes de curto-circuito e de forma seletiva (em combinao com
rels) contra sobrecargas de longa durao.
14. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 14 Mdulo 1 Comando
e Prote o 2.1.1.1 CLASSIFICAO Os fusveis podem ser classificados de
acordo com diversos critrios. Destes critrios os mais usados so: a)
Tenso de alimentao: alta tenso ou baixa tenso; b) Caractersticas de
interrupo: ultra-rpidos ou retardados. Os fusveis usados na proteo
de circuitos de motores so da classe funcional (gL), indicando que
so fusveis com funo de proteo geral. A caracterstica de interrupo
destes fusveis de efeito retardado (gG), pois os motores (cargas
indutivas) no instante de partida, solicitam uma corrente diversas
vezes superior nominal e que dever ser tolerada. Caso fossem
utilizados fusveis com caractersticas de interrupo ultra-rpida
estes fundiriam (queimariam), em funo da corrente de partida do
motor, o que no estaria de acordo com a funo do fusvel, pois a
corrente de partida no representa nenhuma condio anormal. c) Forma
construtiva dos fusveis retardados WEG: Classificam-se basicamente
em fusveis tipo D e do tipo NH. Os fusveis do tipo D (diametral ver
figura 5.2 (a)), so recomendados para uso tanto residencial quanto
industrial. So construdos para correntes normalizadas de 2 a 63A,
capacidade de ruptura de 50kA e tenso mxima 500V. Os fusveis do
tipo NH (alta capacidade, baixa tenso ver figura 5.1.2 (b)), so
recomendados para uso industrial e devem ser manuseados apenas por
pessoal qualificado. So fabricados para correntes normalizadas de 4
a 630A, capacidade de ruptura de 120kA e tenso mxima de 500V. Na
prtica (por questes econmicas), costuma-se utilizar fusveis do tipo
D at 63A e acima deste valor fusveis do tipo NH. (a) (b) Figura 5.2
Fusveis tipo D e tipo NH
15. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 15 Mdulo 1 Comando
e Prote o 2.1.1.2 CURVAS TEMPO X CORRENTE DE FUSVEIS WEG FUSVEIS
TIPO D Curva Tempo (s) x Corrente (A) Figura 5.3 Corrente em A
(valor eficaz)
16. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 16 Mdulo 1 Comando
e Prote o FUSVEIS TIPO NH Curva Tempo (s) x Corrente (A) Figura 5.4
Corrente em A (valor eficaz)
17. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 17 Mdulo 1 Comando
e Prote o 2.1.1.3 DIMENSIONAMENTO No dimensionamento de fusveis
retardados, recomenda-se que sejam observados, no mnimo, os
seguintes pontos: a) Devem suportar, sem fundir, o pico de corrente
(Ip), dos motores durante o tempo de partida (TP). Com Ip e TP
entra-se nas curvas caractersticas; b) Devem ser dimensionados para
uma corrente (IF), no mnimo 20% superior nominal (In) do motor que
ir proteger. Este critrio permite preservar o fusvel do
envelhecimento prematuro, fazendo com que sua vida til, em condies
normais, seja mantida: nF II 2,1 c) Os fusveis de um circuito de
alimentao de motores devem tambm proteger os contatores e rels de
sobrecarga. FmxF II (Tabelas 5.1.1.3.1, 5.1.1.3.2 e 5.1.1.3.3)
Contator CWM09 CWM9 CWM12 CWM18 CWM25 CWM32 CWM40 CWM50 CWM65
Fusvel Mx. (A) 25 25 25 35 50 63 63 100 125 Tabela 5.1.1.3.1
Contator CWM80 CWM95 CWM105 CWM112 CWM180 CWM250 CW297 CW330 CW334
Fusvel Mx. (A) 125 200 200 225 250 355 425 630 630 Tabela 5.1.1.3.2
Contator CWM112E CWM150E CWM180E CWM250E CWM300E CWME400 CWME630
CWME800 Fusvel Mx. (A) 225 250 250 355 500 630 800 1000 Tabela
5.1.1.3 .3
19. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 19 Mdulo 1 Comando
e Prote o 2.1.1.4 EXEMPLO DE CLCULO: Dimensionar os fusveis para
proteger o motor WEG, de 5 cv, 220V / 60Hz, IV plos, supondo o seu
tempo de partida (TP) seja 5 segundos (partida direta): a)
Resolvendo pelo primeiro critrio, tem-se: Do catlogo de motores
WEG: 2,8= n p I I , Logo np II = 2,8 ; Sendo In = 13,8A; Tem-se
que, Ip =113,16A. Curva Tempo (s) x Corrente(A) Figura 5.4 Corrente
em A (valor eficaz) Com o valor de 113,16A e o tempo de partida de
5 segundos, observa-se na curva acima, que os possveis fusveis so
os de 25 e 35A.
20. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 20 Mdulo 1 Comando
e Prote o b) Levando em considerao o segundo critrio, tem-se: nF II
2,1 , logo, AIF 56,16 Logo, nota-se que o fusvel de 35A satisfaz a
condio descrita acima. c) O terceiro critrio o de coordenao, ou
seja, verificar se o contator e o rel admitem (aceitam) este fusvel
como fusvel mximo. Portanto: FmxF II Observando no catlogo de
contatores e rels de sobrecarga WEG, o contator e o rel que
acionariam este motor, em partida direta, so: CWM 18 e o RW 27D,
com faixa de ajuste de 11...17A. Levando em considerao estes
componentes, nota-se que ambos admitem o fusvel de 35A como fusvel
mximo. Portanto a definio completa do fusvel ser: 03 FDW 35;
(fusvel) 03 APW 63; (anel de proteo ou CPF 63 capa) 03 TFW 63;
(tampa) 03 PAW 35; (parafuso de ajuste) 03 BAW 63. (base com
adaptador para fixao rpida em trilho ou BSW sem adaptador para
trilho)
21. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 21 Mdulo 1 Comando
e Prote o 2.1.2 FUSVEIS DE COMANDO Para proteo dos circuitos de
comando normalmente se utilizam fusveis com caractersticas de
interrupo retardada e forma construtiva tipo D. 2.1.2.1
DIMENSIONAMENTO As potncias de regime e de pico dos circuitos de
comando variam conforme seqncia de operao dos componentes, sendo
assim, deve-se dimensionar os fusveis para o instante de maior
potncia de consumo. Basicamente existem duas situaes para o
dimensionamento dos fusveis de comando: a) Circuito de comando sem
transformador de comando. Neste caso para o dimensionamento de
fusveis necessrio que se observe no mnimo duas condies: Deve-se
escolher um fusvel com corrente nominal (IF) superior corrente em
regime (IR) do circuito de comando. RF II > sendo: c R R U S I =
, Onde: SR = Somatria das potncias aparentes dos contatores ligados
(em regime) no instante em referncia. Uc = Tenso de comando do
circuito. O fusvel escolhido para a condio anterior deve suportar
as correntes de pico (Ip) do circuito de comando durante o tempo de
ligao (T) dos contatores. Para se verificar esta condio entra-se no
grfico de fusveis com a corrente (Ip) e com o tempo mnimo de atuao
do fusvel (T). sendo: c P P U S I = , Onde: SP = o somatrio das
potncias aparentes de pico em regime dos contatores no instante em
referncia
22. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 22 Mdulo 1 Comando
e Prote o Exemplo: Clculo dos fusveis para o circuito de comando
(figura 5.1.3), considerando-se uma chave Y- de 300 cv, F-N com
comando 220V. Figura 5.5 Diagrama de comando de uma chave de
partida Y- Atuao dos Contatores Instante Ligar Ligado Potncia em
regime do circuito de comando Potncia de pico do circuito de
comando T1 K1(CWME 700) K3(CWME 250) - - SP=650+350 SP=1000W T2 -
K1(CWME 700) K3(CWME 250) SR=4,5+3,5 SR=8W - T3 K2(CWME 700)
K1(CWME 700) - SP=650+4,5 SP=654,5W T4 - K1(CWME 700) K2(CWME 700)
SR=4,5+4,5 SR=9W - Tabela 5.1.2.1.1 Primeiramente, deve-se analisar
o instante de maior potncia em regime. Neste caso o instante T4;
portanto: c R R U S I = , ou seja: mAIR 41 220 9 == RF II > mAIF
41>
23. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 23 Mdulo 1 Comando
e Prote o IF = 50 mA Logo, o fusvel de 50 mA permite a maior
corrente em regime (instante T4). Com a primeira condio satisfeita,
analisa-se a segunda condio. Na tabela 5.1.5, tem-se que a maior
potncia de pico est no instante T1, portanto: c P p U S I = , ou
seja: AI p 54,4 220 1000 == O tempo mnimo de atuao do fusvel (T) de
0,2 segundos. Em funo de TP e T, obtm-se no item 5.1.1.2, na curva
do fusvel tipo D o fusvel em 2A. Portanto o fusvel de 2A o fusvel
correto a ser escolhido. b) Circuito de comando com transformador
de comando. Existem duas situaes: Fusveis no Primrio necessrio que
se verifique as duas condies: 1. A corrente (IF) do fusvel deve ser
superior corrente em regime (IR) do circuito. primirio T R U S I =
Onde: ST = potncia nominal do transformador. RF II > 2. O fusvel
deve suportar a corrente de pico (Ip) mxima admissvel pelo
transformador, durante o tempo de ligao dos contatores. A potncia
mxima admissvel pelo transformador (Smx) obtida em funo do fator de
potncia do circuito (na condio de pico) e da potncia nominal do
transformador. (Para isto, necessita-se de uma curva caracterstica
de transformadores de comando.) primrio mx p U S I = Exemplo:
Clculo dos fusveis para o primrio de uma transformador de 1500VA.
a) A corrente de regime dada por (supondo a tenso no primrio de
380V): 380 1500 == primrio T R U S I
24. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 24 Mdulo 1 Comando
e Prote o AIR 95,3= Escolhe-se o fusvel de capacidade de corrente
nominal (IF) imediatamente superior: RF II > AIF 4= Portanto o
fusvel de 4A permite a maior corrente de regime. b) Determinar a
corrente de pico (Ip), sabendo que FP=25%. Neste momento necessita-
se de uma curva caracterstica de transformadores de comando para
que, com os valores de FP e ST, obtenha-se o valor de Smx. Supe-se
que Smx=9000VA, logo: Figura 5.6 Curva caracterstica de
transformadores de comando 380 9000 == primrio mx p U S I AI p
7,23= Sabe-se, ainda, que o tempo mnimo de atuao do fusvel (T) de
0,2 segundos. Tendo os valores de T e Ip, obtm-se na figura 5.1.5 o
fusvel de 6A. Figura 5.7
25. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 25 Mdulo 1 Comando
e Prote o Concluindo, tem-se que o fusvel de 6A atende as duas
condies acima descritas. Figura 5.8 Curva tpica de
transformadores
26. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 26 Mdulo 1 Comando
e Prote o 2.2 CONTATORES 2.2.1 DEFINIO (DE NORMA): Contator: Chave
de operao no manual, eletromagntica, que tem uma nica posio de
repouso e capaz de estabelecer, conduzir e interromper correntes em
condies normais do circuito, inclusive sobrecargas no
funcionamento. Os principais elementos construtivos de um contator
so: Contatos; Ncleo; Bobina; Molas; Carcaa.
27. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 27 Mdulo 1 Comando
e Prote o Figura 5.9 01 - Carcaa inferior 02 - Ncleo fixo 03 - Anel
de curto circuito 04 - Bobina 05 - Mola de curso 06 - Ncleo mvel 07
- Cabeote mvel 08 - Contatos mveis principais 09 - Contatos mveis
auxiliares 10 - Molas de contato 11 - Contatos fixos principais 12
- Contatos fixos auxiliares 13 - Parafusos com arruelas 14 - Carcaa
superior 15 Capa
28. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 28 Mdulo 1 Comando
e Prote o 2.2.2 CONTATO PRINCIPAL aquele componente de ligao que,
em estado fechado, conduz a corrente do circuito principal. Os
contatos principais de um contator so dimensionados com o objetivo
principal de estabelecer e interromper correntes de motores,
podendo ainda, acionar cargas resistivas, capacitivas e outras.
Obs.: Os contatos principais nos contatores sero em nmero de trs,
quatro eventualmente dois e at um. 2.2.3 CONTATOS AUXILIARES So
dimensionados para a comutao de circuitos auxiliares para comando,
sinalizao e intertravamento eltrico, entre outras aplicaes. O
formato dos contatos auxiliares est de acordo com a funo:
normalmente aberto (NA) ou normalmente fechado (NF), podendo ser
ainda adiantados ou retardados, dependendo da linha e modelo do
contator utilizado. Figura 5.10 Montagem dos blocos de contatos
auxiliares BCXMF e BCXML
29. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 29 Mdulo 1 Comando
e Prote o 2.2.4 SISTEMA DE ACIONAMENTO O acionamento dos contatores
WEG pode ser realizado com corrente alternada (CA) ou contnua (CC),
por serem dotados de sistemas especficos (bobina, ncleo) para cada
tipo de corrente. Acionamento CA: O campo magntico produzido atravs
da bobina, atraindo a parte mvel dos contatos, fazendo assim a
movimentao dos contatos principais e auxiliares. Para este sistema
de acionamento, existem os anis de curto-circuito, que situam-se
sobre o ncleo fixo do contator e evitam o rudo devido passagem da
corrente alternada por zero. Um entreferro reduz a remanncia aps a
interrupo da tenso de comando e evita o colamento do ncleo. Aps a
desenergizao da bobina de acionamento, o retorno dos contatos
principais (bem como dos auxiliares) para a posio original de
repouso, garantido atravs de molas (de compresso). 2.2.5 ETIQUETAS
E IDENTIFICAO DE TERMINAIS 2.2.5.1 NOMENCLATURA DE CONTATOS EM
CONTATORES Segundo a IEC 60947-4, a identificao de terminais de
contatores e rels associados, para fornecer informaes a respeito da
funo de cada terminal ou sua localizao com respeito a outros
terminais ou para outras aplicaes. A seguir as definies da IEC
60947-4 e comentrios : Bobinas : So identificadas de forma
alfanumrica com A1 e A2. Terminais do circuito principal (potncia):
Devem ser identificados por nmeros unitrios e por um sistema
alfanumrico Figura 5.11 1L1 2T1 3L2 4T2 5L3 6T3 REDE CARGA
30. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 30 Mdulo 1 Comando
e Prote o Os terminais 1L1, 3L2 e 5L3 voltam-se para a rede (fonte)
e os terminais 2T1, 4T2 e 6T3 para a carga. Terminais de contatos
auxiliares : Os terminais dos circuitos auxiliares devem ser
marcados ou identificados nos diagramas, atravs de figura com dois
nmeros, a saber : a unidade representa a funo do contato; a dezena
representa a seqncia de numerao. O exemplo a seguir ilustra este
sistema de marcao : Figura 5.12 Nmero de Funo : Os nmeros de funo
1,2 so prprios de contatos normalmente fechados e 3,4 prprios de
contatos normalmente abertos. Figura 5.13 Os traos antes dos nmeros
indicam a seqncia. Os nmeros de funo 5-6 so prprios de contatos NF
retardados na abertura, enquanto os nmeros de funo 7-8 so prprios
de contatos NA adiantados no fechamento. Nmero de seqncia (1
contato) Nmero de funo (NA) 13 14 21 22 Seqncia (2 contato) Funo
(NF) _ 1 _ 2 _ 3 _ 4
31. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 31 Mdulo 1 Comando
e Prote o Nmero de Seqncia : A norma diz que terminais pertencentes
a um mesmo elemento de contato devem ser marcados com o mesmo nmero
de seqncia. Logo, todos os contatos de mesma funo devem ter nmero
de seqncia diferentes. Exemplo : Figura 5.14 Disposio mecnica : Alm
da codificao normal de sequenciamento e funo dos contatos
auxiliares, existe ainda uma nomenclatura dependente da disposio
mecnica destes, a saber: Terminao E : Esta terminao, destinada
disposio preferencial, dita que em seqncia de dois contatos, sendo
1NA+1NF, tem-se sempre em primeiro o NA, seguido do NF. J nas
seqncias com nmero de contatos superior a dois tem-se um contato NA
iniciando a seqncia, seguido de todos os NF, e aps estes os NA
restantes. Assim, acrescente-se especificao do contator a terminao
E. Exemplo : CAWM 4.22E Figura 5.15 Terminao Z : Existem situaes em
que as caractersticas construtivas do contator no permitem a
disposio preferencial E. Nestes casos opta-se pela variante Z, que
dita para qualquer seqncia, que tenha-se em primeiro lugar todos os
contatos NA, seguidos de todos os NF. Exemplo : (hipottico) :
Contator XXXYY.22Z Figura 5.16 21 22 13 14 31 32 43 44 21 22 13 14
31 32 43 44 21 22 13 14 31 32 43 44
32. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 32 Mdulo 1 Comando
e Prote o OBS : Deve-se notar que a numerao de sequenciamento e de
funo feita como se o contator fosse E. Altera-se apenas a localizao
do contato no contator. Contatores providos de blocos aditivos :
Tanto contatores de fora (potncia) como auxiliares podem ser
fabricados em uma configurao bsica, sobre a qual aplica-se blocos
de contatos auxiliares aditivos Esta tcnica (e tendncia) permite ao
projetista e/ou usurio definir e aplicar os contatos auxiliares que
desejar e que necessitar para cobrir as funes de intertravamento e
sequenciamento eltrico que seu equipamento exigir. A seguir so
mostrados alguns exemplos de contatores de fora WEG e respectivas
verses bsicas e como ficam quando recebem blocos aditivos : CWM 9,
CWM 12 e CWM 18 : So oferecidos nas verses bsicas contendo pelo
menos um contato auxiliar incorporado e numa configurao mais
completa contendo 2 contatos auxiliares normalmente abertos e dois
contatos auxiliares normalmente fechado (2 NA + 2 NF). Este contato
(1 contato auxiliar do contator) ser identificado por : Figura 5.17
13 - 14 quando o contator for .10 (1NA) 21 - 22 quando o contator
for .01 (1NF)
33. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 33 Mdulo 1 Comando
e Prote o No caso de se adicionar 3 contatos auxiliares para
deix-los com 2NA+2NF o esquema representativo fica : CWM bsico .10E
: (9 a 18A) Figura 5.18 CWM bsico .01E : (9 a 18A) Figura 5.19 1L1
3L2 5L3 2T1 4T2 6T3 13 14 NA A2 A1 NF NF NA 21 22 31 32 43 44 1L1
3L2 5L3 2T1 4T2 6T3 21 22 NF A2 A1 13 14 31 32 43 44 21, 22 porque
a norma recomenda que o 1 contato (posio 1) seja um NA e no
NF.
34. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 34 Mdulo 1 Comando
e Prote o CWM 25 e CWM 32 : Estes dois contatores esto disponveis
na verso 3 ou 4 plos podendo ter nenhum e at 2 contatos auxiliares
normalmente aberto e dois contatos auxiliares normalmente fechados.
Para a combinao .22 a partir da verso 3 plos + 1 auxiliar, os
exemplos ficam idnticos aos acima descritos. Na verso preferencial
.00, o esquema representativo fica : Figura 5.20 CWM 40 a CWME 800
: A verso bsica destes contatores a .00, muito embora sejam
comercializados na verso .11 (1NA+1NF), verso esta obtida pela adio
de blocos frontais at 105A e da em diante um bloco lateral de 2
contatos (1NA+1NF). Figura 5.21 1L1 3L2 5L3 2T1 4T2 6T3 A2 A1 13 14
21 22 43 44 31 32 2NA + 2NF
35. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 35 Mdulo 1 Comando
e Prote o CWC 07 a CWC 25: Tripolar ou tetrapolar, corrente de 7 a
25 A, bobinas CA e CC, freqncia de 50 e 60 Hz. Um contato auxiliar
normalmente aberto ou normalmente fechado, tenso de isolao 690 V.
Acessrios: blocos de contatos auxiliares frontais (2 ou 4
contatos), filtros RC, diodos e bloco de intertravamento mecnico.
Figura 5.22
36. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 36 Mdulo 1 Comando
e Prote o 2.2.6 FASES DE UMA MANOBRA O ciclo de manobra de um
contator pode ser dividido em 4 fases: processos de ligao e
desligamento e estado ligado e desligado. As fases mais difceis
para o contator so no desligamento (de cargas indutivas,
principalmente) e na ligao. 2.2.6.1 PROCESSO DE LIGAO Durante o
fechamento, as peas mveis so aceleradas na direo das fixas. Aps o
choque que ocorre entre estas partes, a energia cintica, da qual
parte transformada em calor e parte em deformao mecnica, tem que
ser reduzida. Figura 5.23 Representao esquemtica do sistema de
amortecimento do ricochete Se a energia cintica restante for
significativa, ocorre a separao das partes mveis das fixas,
comprimindo as molas de contato, que armazenam esta energia e em
seguida aceleram novamente as partes mveis na direo das fixas,
ocorrendo o chamado ricochete. Este processo de transformao de
energia cintica das peas mveis em energia potencial das molas de
contato, realizado sucessivamente at que toda a energia cintica
seja transformada em deformao mecnica e atrito (calor). O ricochete
fator decisivo no desgaste dos contatos, atuando de duas formas:
Desgaste por ao mecnica; Desgaste por queima, em funo do nmero de
arcos a serem extinguidos (podendo ocorrer inclusive, colamento de
contatos). Para evitar-se o ricochete, o fabricante atua em: Maior
fora de contato (molas); Reduo da velocidade de fechamento;
Otimizao do circuito magntico. feita uma otimizao destas
providncias, garantindo uma maior segurana contra colamento de
contatos e uma maior vida eltrica. Do ponto de vista eltrico, o
processo de ligao depende do circuito em que o contator est
operando: CA ou CC.
37. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 37 Mdulo 1 Comando
e Prote o Em Circuitos CA: Cargas resistivas: a tenso est em fase
com a corrente; Cargas indutivas: surge uma defasagem entre a tenso
e a corrente. A corrente antes de se estabilizar, passa por um
transitrio, que pode ser desmembrado em duas componentes, a
alternada e a contnua. Esta componente contnua decresce em funo da
constante de tempo do circuito, L/R; Cargas capacitivas: ocorre,
igualmente, uma defasagem entre a tenso e a corrente. A estabilizao
da corrente transitria acontece com uma velocidade que dependente
da constante de tempo, RxC. Em Circuitos CC: Cargas indutivas: a
corrente no assume instantaneamente um valor nominal, devido
indutncia do circuito, que dificulta o crescimento . a constante de
tempo do circuito dada pela relao entre o valor final da corrente e
a velocidade inicial de crescimento da mesma. A corrente chega a
95% de seu valor final aps um tempo de trs vezes a constante de
tempo. Em sistemas industriais, esta constante apresenta valores de
at 15ms. Cargas capacitivas: a corrente limitada pela resistncia do
circuito e podem ocorrer picos. O comportamento do circuito
definido pela constante de tempo, RxC, que inversamente
proporcional velocidade de decrscimo da corrente. 2.2.6.2 ESTADO
FECHADO O contator encontra-se nesta posio quando a bobina est
energizada e os contatos principais encontram-se fechados em todos
os plos do contator. Na posio fechado ocorre o aquecimento dos
contatos e da bobina. A gerao de calor nos contatos limita a
capacidade de conduo dos mesmos. Assim, deve-se minimizar o
aquecimento dos contatos, o que possvel com a reduo da resistncia
de contato. Com base nas equaes abaixo (5.2.1 e 5.2.2), conclui-se
que para diminuir-se a potncia calorfica, deve-se aumentar a rea de
passagem da corrente eltrica: 2 IRP = (5.2.1) A l R = (5.2.2) Onde:
P = potncia calorfica; R = resistncia de contato; I = corrente; =
resistividade do material; l = comprimento da seo condutora; A =
rea de contato.
38. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 38 Mdulo 1 Comando
e Prote o Figura 5.24 Representao do contato eltrico Nota-se, na
figura acima, que a rea real de contato sempre menor do que a rea
aparente (geomtrica) devido a: irregularidade de forma; rugosidade;
depsito de corpos estranhos sobre o contato (p, graxa, oxidao,
etc.). O aumento da fora de contato permite a um aumento da rea
real de contato. Portanto, deve-se ter uma relao bem definida entre
a fora de contato e corrente nominal. (*) Atualmente so fabricados
contatores especiais para uso em circuitos de iluminao pblica em
que os contatores de fora esto fechados quando o contator est na
posio de repouso (durante a noite) e abertos quando acionado o
circuito magntico. Isto garante que, na queima natural da bobina, a
funo de iluminao seja garantida. 2.2.6.3 PROCESSO DE DESLIGAMENTO
No desligamento de contatores ocorre sempre o fenmeno do arco
voltaico. importante que o arco seja eliminado rapidamente para
evitar que as peas de contato sejam danificadas. Durante o
afastamento dos contatos, na abertura de um circuito eltrico, o
calor gerado provoca a fuso e evaporao do material de contato,
fazendo com que a corrente circule atravs do arco voltaico. Com o
afastamento dos contatos, tem-se uma maior queda de tenso no arco,
at que o mesmo acaba se extinguindo. Para corrente alternada, a
extino do arco mais simples, pois aproveita-se a passagem da
corrente pelo ponto zero. Todo este processo de desligamento tem
uma grande influncia na vida eltrica do contato.
39. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 39 Mdulo 1 Comando
e Prote o 2.2.6.4 ESTADO ABERTO Este estado representa para o
contator um estado de repouso. Nesse caso poder haver influncia
mais forte de agentes poluentes externos (p, oxidao, elementos
qumicos, etc.), pois no circula corrente pelos contatos, no havendo
assim o natural aquecimento e com isso incide a ao da umidade.
(Exceto no caso de contatores anteriormente citados, para iluminao
pblica). 2.2.7 ENSAIOS REALIZADOS A qualidade dos contatores WEG
verificada e garantida atravs de ensaios apropriados (de tipo,
individual e especial), segundo a IEC 60947 e procedimentos
internos normalizados e auditados em conformidade com a ISO 9002.
Ensaios de Tipo Comprovao da elevao de temperatura: Ensaio onde
medida a temperatura nos diversos componentes do contator (contatos
principais, auxiliares e eletroms), sendo que esta no deve
ultrapassar os valores que constam na norma. O contator deve estar
instalado nas condies usuais de servio e no deve sofrer influncia
de aquecimento ou resfriamento externo indevido; Comprovao da
capacidade nominal de abertura e fechamento: Verificao da
capacidade do contator em estabelecer e interromper correntes
maiores que a nominal, cujos valores so mencionados na norma;
Comprovao dos valores limites de operao: O contator deve ser capaz
de operar para uma tenso de acionamento entre 0,85 e 1,1 vezes a
tenso nominal e s deve desoperar para uma tenso entre 0,75 e 0,10
vezes a tenso nominal (ensaio realizado sem carga); Comprovao da
capacidade de sobrecarga: a capacidade do contator conduzir uma
corrente equivalente a 8 vezes a corrente nominal em regime AC3
durante 10s sem que surjam danos. Ensaio de isolao: Realizado com
aplicao de uma tenso de 2640V durante 1s entre os diversos
componentes do contator (contatos principais, auxiliares e
eletrom). Tem por finalidade comprovar se o contator capaz de
suportar sobretenses elevadas de curta durao. Comprovao dos tempos
de fechamento, abertura e ricochete: Com a utilizao de equipamentos
especficos (osciloscpio) so verificados os respectivos tempos de
fechamento, abertura e ricochete do contator. Comprovao dos cursos
de cabeote e curso de contato.
40. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 40 Mdulo 1 Comando
e Prote o Ensaio Especial Comprovao da vida til mecnica (Para
pequeno nmero de peas da produo): Pode ser considerado ensaio
especial; Ensaio realizado com o contator instalado sob condies
usuais de servio e com o nmero de ligaes que est previsto para a
classe de funcionamento intermitente (ensaio realizado sem carga);
Ensaio de vida eltrica: A vida eltrica dos contatos principais dos
contatores WEG situa-se na faixa de 1 milho de manobras em regime
AC3, sendo suficiente para proporcionar-lhe longos perodos de vida
til. O ensaio de vida eltrica realizado nos regimes de emprego AC3
e AC4. A vida mecnica situa-se em torno de 10 milhes de manobras, o
que certamente garante um perfeito funcionamento do contator
durante toda a sua vida eltrica. Esta superioridade da vida mecnica
pode levar a concluir-se erroneamente, que os contatos podem ser
substitudos cerca de 10 vezes. claro que a substituio dos contatos
um artifcio vlido e muito empregado, mas no se deve esquecer que a
cada operao do contator ocorre faiscamento, especialmente na
abertura, havendo gerao de calor e liberao de vapores pelos
contatos. Esse fenmeno provoca um depsito de material condutor nas
cmaras do contator, alm de carbonizar as partes internas dos
mesmos. Disto conclui-se que a carbonizao das cmaras, ou seja, o
estado das mesmas um fator determinante da vida do contator. Para a
substituio dos contatos de fora da linha CW e CWM, so disponveis
jogos de contatos.
41. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 41 Mdulo 1 Comando
e Prote o 2.2.8 POSIO DE MONTAGEM CWM 9...105 Figura 5.25 CWME
150...800 Figura 5.26 CWC07...25 Figura 5.27 Reduo em 7% nos
valores de tenso de operao (ligamento); Aumento de 14% nos valores
de tenso de desoperao (desligamento).
42. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 42 Mdulo 1 Comando
e Prote o 2.2.9 SELEO DE CONTATORES Referncia CW0 Corrente Nominal
In (AC-3) Cdigo Contatos Principais Cdigo Tipo do Terminal Cdigo
CAW0 9 A 9 2 NA 20 Parafusos CWC0 12 A 12 2 NA 30 Circuito Impresso
I CWCI0 18 A 18 4 NA 40 Mola M CWCA0 25 A 25 2 NF 02 Fast-ON F
CWCH0 32 A 32 4 NF 04 CWM 2 NA + 2 NF 22 CAWM N/A C W M 1 2 - 1 0 -
3 0 - V 4 0 Contatos auxiliares Cdigo Tenso da Bobina Cdigo 1 NA 10
127 V 60 Hz V19 1 NF 01 220 V 60 Hz V25 1 NA + 1 NF 11 380 V 60 Hz
V40 1 NA + 3 NF 13 24 Vdc C03 2 NA + 2 NF 22 380 415 V 50/60Hz E18
3 NA + 1 NF 31 4 NA 40 4 NF 04 4 NA + 4 NF 44 5 NA + 3 NF 53 6 NA +
2 NF 62 7 NA + 1 NF 71 8 NA 80 8 NF 08 Nenhum 00 N/A Figura
5.28
43. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 43 Mdulo 1 Comando
e Prote o 2.3 DIMENSIONAMENTO DE CONTATORES DE FORA A escolha de
contatores merece grande ateno, pois disto depender o funcionamento
correto dos motores e equipamentos por eles acionados, bem como, a
vida til (eltrica e mecnica) dos contatores especificada pelo
fabricante. 2.3.1 CRITRIOS DE ESCOLHA Os critrios de escolha mais
importantes so: a) Categoria de Emprego: A categoria de emprego
determina as condies para a ligao e interrupo da corrente e da
tenso nominal de servio correspondentemente, para a utilizao normal
do contator, nos mais diversos tipos de aplicao para CA e CC. Tipo
de Corrente Categorias de Emprego Aplicaes Tpicas CA AC 1 AC 2 AC 3
AC 4 AC 5a AC 5b AC 6a AC 6b AC 7a AC 7b AC 8a Manobras leves;
carga hmica ou pouco indutiva (aquecedores, lmpadas incandescentes
e fluorescentes compensadas). Manobras leves; comando de motores
com anis coletores (guinchos, bombas, compressores). Desligamento
em regime. Servio normal de manobras de motores com rotor gaiola
(bombas, ventiladores, compressores). Desligamento em regime.*
Manobras pesadas. Acionar motores com carga plena; comando
intermitente (pulsatrio); reverso a plena marcha e paradas por
contra- corrente (pontes rolantes, tornos, etc.). Chaveamento de
controle de lmpadas de descargas eltricas. Chaveamento de lmpadas
incandescentes. Chaveamento de transformadores. Chaveamento de
bancos de capacitores. Aplicaes domsticas com cargas pouco
indutivas e aplicaes similares. Cargas motoras para aplicaes
domsticas. Controle de compressor-motor hermeticamente refrigerado
com reset
44. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 44 Mdulo 1 Comando
e Prote o AC 8b AC 12 AC 13 AC 14 AC 15 AC 20 AC 21 AC 22 AC 23 AC
31 AC 33 AC 35 AC 36 AC 40 AC 41 AC 42 AC 43 AC 44 AC 45a AC 45b
manual para liberao de sobrecarga.** Controle de compressor-motor
hermeticamente refrigerado com reset automtico para liberao de
sobrecarga.** Controle de cargas resistivas e cargas de estado
slido com isolamento atravs de acopladores pticos. Controle de
cargas de estado slido com transformadores de isolao. Controle de
pequenas cargas eletromagnticas ( 72VA). Controle de cargas
eletromagnticas (> 72VA). Conectar e desconectar sob condies sem
carga. Comutao de cargas resistivas, incluindo sobrecargas
moderadas. Comutao de cargas mistas resistiva e indutiva, incluindo
sobrecargas moderadas. Comutao/Partida de motores ou outras cargas
altamente indutivas. Cargas no indutivas ou levemente indutivas.
Motores, ou cargas mistas incluino motores, cargas resistivas e
cargas constitudas de at 30% de lmpadas incandecentes. Cargas
compostas de lmpadas fluorescentes(eletric discharge lamp) Cargas
compostas de lmpadas incandescentes. Circuitos de distribuio
compreendidos de cargas ressitivas e reativas tendo como resultante
uma reatncia indutiva. Cargas no indutivas ou levemente indutivas,
fornos de resistncia. Partida e desligamento de motores de anis
Motores de gaiola (induo): Partida e desligamento. Motores de
gaiola (induo): partida, reverso (plugging), inching.
Comutao/Interruptores de lmpadas fluorescentes.
Comutao/Interruptores de lmpadas incandescentes.
45. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 45 Mdulo 1 Comando
e Prote o AC 51 AC 52a AC 52b AC 53a AC 53b AC 55a AC 55b AC 56a AC
56b AC 58a AC 58b AC 140 Cargas no indutivas ou levemente
indutivas, fornos de resistncia. Controle de motores de anis: 8
horas de servio com partida, acelerao e funcionamento em velocidade
nominal. Controle de motores de anis: servio intermitente. Controle
de motores de gaiola: 8 horas de servio com partida, acelerao e
funcionamento em velocidade nominal. Controle de motores de gaiola:
servio intermitente. Comutao de lmpadas fluorescentes. Comutao de
lmpadas incandescentes. Comutao de transformadores. Comutao de
banco de capacitores. Controle de compressor-motor hermeticamente
refrigerado com reset automtico para liberao de sobrecarga: 8 horas
de servio com partida, acelerao e funcionamento em velocidade
nominal. Controle de compressor-motor hermeticamente refrigerado
com reset automtico para liberao de sobrecarga:servio intermitente.
Controle de pequenas cargas eletromagnticas com corrente 0,2 A, por
exemplo, rels de contatores. CC DC 1 DC 3 DC 5 DC 6 DC 12 DC 13
Cargas no indutivas ou pouco indutivas, (fornos de resistncia)
Motores CC com excitao independente: partindo, em operao contnua ou
em chaveamento intermitente. Frenagem dinmica de motores CC.
Motores CC com excitao srie: partindo, operao contnua ou em
chaveamento intermitente. Frenagem dinmica de motores CC.
Chaveamento de lmpadas incandescentes Controle de cargas de cargas
resistivas e cargas de estado slido atravs de acopladores pticos.
Controle de eletroms
46. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 46 Mdulo 1 Comando
e Prote o DC 14 DC 20 DC 21 DC 22 DC 23 DC 31 DC 33 DC 36 DC 40 DC
41 DC 43 DC 45 DC 46 Controle de cargas eletromagnticas que tm
resistores de economia no circuito. Conectar e desconectar sob
condies sem carga. Comutao de cargas resistivas, incluindo
sobrecargas moderadas. Comutao de cargas mistas resistiva e
indutiva, incluindo sobrecargas moderadas. Comutao de cargas
altamente indutivas. Cargas resistivas. Motores ou cargas mistas
incluindo motores. Cargas compostas de lmpadas incandescentes.
Circuitos de distribuio compreendidos de cargas ressitivas e
reativas tendo como resultante uma reatncia indutiva. Cargas no
indutivas ou levemente indutivas, fornos de resistncia.
Motor-paralelo (shunt-motor): partida, reverso (plugging), inching.
Frenagem dinmica de motores de corrente contnua. Motor-srie
(serie-motor): partida, reverso (plugging), inching. Frenagem
dinmica de motores de corrente contnua. Comutao de lmpadas
incandescentes. * A categoria AC 3 pode ser usada para regimes
intermitentes ocasionais por um perodo de tempo limitado como em
set-up de mquinas; durante tal perodo de tempo limitado o nmero de
operaes no pode exceder 5 por minuto ou mais que 10 em um perodo de
10 minutos. ** Motor-compressor hermeticamente refrigerado uma
combinao que consiste em um compressor e um motor, ambos
enclausurados em um invlucro, com eixo no externo, onde o motor
opera neste meio refrigerante. Por inching entendido como a
energizao do motor por curtos perodos de tempo para obter- se
pequenos movimentos, porm precisos. Tabela 5.3.1.1 Categorias de
Emprego de Contatores conforme IEC 60947-1
47. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 47 Mdulo 1 Comando
e Prote o A determinao do contator feita atravs da corrente ou
potncia a acionar e tenso do circuito principal, aps a definio da
categoria de emprego. b) Tenso de Comando: Critrio empregado aps a
definio do tipo de contator a ser utilizado, juntamente com a
freqncia da rede. Diferencia-se a princpio pelo sistema utilizado,
sendo usual a tenso em corrente alternada e com menor incidncia em
corrente contnua. c) Freqncia de Manobras Freqncia de manobras, ou
seja, o nmero de manobras por hora que o contator deve realizar,
tambm uma informao importante, pois, quanto maior este valor, menor
ser a vida dos contatos. No catlogo em anexo, encontram-se os
valores de freqncia de manobras para os diversos tipos de aplicao.
d) Quantidade de Contatos Auxiliares A quantidade depende das
necessidades de comando intertravamento e sinalizaes constantes do
circuito. 2.3.2 COMUTAO DE MOTORES COM ROTOR DE GAIOLA A escolha do
contator pode ser feita baseada na corrente nominal do motor, para
a tenso correspondente e o tipo de servio nominal do motor. 2.3.2.1
ESCOLHA PARA CATEGORIA DE EMPREGO AC3 O tpico caso de emprego para
a categoria AC3 a partida de um motor com rotor gaiola e seu
desligamento em regime. Na partida de motores com rotor gaiola, a
corrente normalmente est entre 6 e 8 x Ie. O desligamento feito sob
corrente nominal (Ie). (Valores, ver catlogo anexo) 2.3.3 COMUTAO
DE CARGAS RESISTIVAS CATEGORIA AC-1 Contatores para comutao de
cargas resistivas so escolhidos para categoria de emprego AC1 (no
caso de corrente contnua DC1), onde a corrente de desligamento
praticamente igual de ligao. admissvel um pequeno aumento da
corrente de ligao devido menor resistncia em estado frio em
comparao com a resistncia verificada no regime de
funcionamento.
48. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 48 Mdulo 1 Comando
e Prote o A freqncia de manobras usual 50 manobras/hora, sendo que,
no caso de uma srie de comutaes extremamente rpidas, por exemplo,
uma freqncia de 1000 manobras/horas, se faz necessria uma reduo da
corrente de servio. comum que circuitos de aquecimento sejam
comutados com os plos do contator tripolar em paralelo. Assim, a
corrente nominal de servio em regime AC1 pode ser aumentada como
segue: 2 plos em paralelo, 1,6xIe (AC1) em cada circuito; 3 plos em
paralelo, 2xIe (AC1) em cada circuito. 2.3.4 CHAVEAMENTO DE
CAPACITORES CATEGORIA AC-6b Em baixas tenses, relativamente segura
e simples a interrupo das correntes capacitivas. Um fato importante
a ser considerado que o capacitor no apresenta picos de corrente,
em seu desligamento, pois no procura conservar sua corrente. Porm
no instante do ligamento ele influi na rede como um curto-circuito,
exigindo uma corrente elevada, limitada apenas pela prpria rede. H
distino entre: Chaveamento de capacitor individual; Chaveamento de
capacitor em paralelo com um banco j ligado. 1) Em correo
localizada: deve ser instalado contator convencional especificado
para regime AC-6b. O contator pode ser dispensado para carga de
baixa inrcia ou sempre que a corrente nominal do capacitor for
menor ou igual a 90% da corrente de excitao do motor. Sua manobra
depende de um contato auxiliar do contator principal da chave de
partida; 2) Em correo para grupos de motores: deve ser instalado
contator convencional conforme citado no item acima. Geralmente, o
mesmo entra ou sai de funcionamento atravs de um contato auxiliar
do contator principal que aciona o motor de maior potncia do grupo;
3) Em bancos automticos: devem ser instalados contatores especiais
da srie K para potncias reativas inferiores a 15 kvar em 220V e 25
kvar em 380/440V; 4) Em correes gerais de carga atravs de um nico
capacitor: deve ser instalado contator convencional especificado
conforme item 1). A manobra deste contator geralmente depende dos
seguintes dispositivos: rel horrio, foto-clula, botoeira ou
comutador de comando liga-desliga e etc.
49. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 49 Mdulo 1 Comando
e Prote o 2.3.5 COMUTAO DE LMPADAS Instalaes de iluminao apresentam
exigncias bastante distintas quanto ao contator, especialmente
devido s diferenas existentes quanto corrente de partida para os
diversos tipos de lmpadas. 2.3.5.1 LMPADAS INCANDESCENTES A
corrente de ligao no primeiro instante bastante alta, mas
desprezvel em funo do tempo que perdura. No momento em que surge a
luz no filamento, a corrente j se estabilizou (o filamento
aquecendo aumenta a sua resistncia provocando uma reduo brusca na
corrente), motivo pelo qual no se considera na prtica esta elevao.
A corrente de desligamento igual a corrente nominal. A corrente de
ligao do circuito de lmpadas incandescentes no pode ser superior ao
valor da capacidade de ligao do contator e a corrente de servio
permanente do circuito no pode ser maior que a corrente trmica
convencional do contator (Ith). Ie corrente trmica de operao; Ith
corrente trmica de regime. 2.3.5.2 LMPADAS FLUORESCENTES Contatores
para lmpadas sem compensao devem suportar, no chaveamento, uma
corrente de pr-aquecimento maior (aproximadamente 2xIe), por um
curto perodo de tempo e devem suportar em mdia uma carga trmica de
90% da sua corrente nominal de servio AC1. 2.3.5.3 LMPADAS DE VAPOR
DE MERCRIO DE ALTA PRESSO Durante o processo do aquecimento (at
aproximadamente 5 minutos), ocorre um aumento da corrente para
2xIe. 2.3.5.4 LMPADAS DE VAPOR METLICO DE HALOGNIO Se trata de uma
variante das lmpadas de vapor de mercrio de alta presso, com um
melhor rendimento ocorrendo tambm uma elevao na corrente (2xIe)
durante o perodo de aquecimento (3 5 minutos). 2.3.5.5 LMPADAS
MISTAS Lmpadas de vapor de mercrio de alta presso com uma
resistncia de tungstnio, que serve como uma fonte de luz e como
resistncia de pr aquecimento do mercrio. A intensidade de corrente
na ligao de 1,3xIe e no desligamento igual a Ie. O tempo de
aquecimento de aproximadamente 3 minutos.
50. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 50 Mdulo 1 Comando
e Prote o 2.3.5.6 LMPADAS DE VAPOR DE SDIO DE ALTA E BAIXA PRESSO
So lmpadas com tempo de ligao considervel (em torno de 10 minutos),
o que deve ser levado em conta na escolha do contator. As correntes
de ligao tem valores 40% maiores que Ie. Os contatores dever ser
selecionados com base no valor da corrente de ligao, que no deve
ser maior que a corrente trmica convencional (Ith). 2.3.6 COMUTAO
DE CORRENTE CONTNUA Contatores fabricados originalmente para
corrente alternada (CA) podem ser utilizados tambm para comutao de
corrente contnua, observando determinadas condies. Enquanto que em
CA a extino do arco voltaico obtida na passagem da corrente por
zero, para se obter a interrupo de CC dever ser gerada uma tenso de
arco. Na utilizao de contatores tripolares com suas cmaras de
extino normais para CA, alcana-se essa tenso de arco atravs da
ligao em srie dos trs plos. Com isto se consegue tambm uma
distribuio do calor gerado em maior rea de contato. As condies para
comutao de CC so: Valor mximo de tenso: 220V; Tipo de aplicao, por
exemplo: carga resistiva ou indutiva, esta com constante de tempo
ms R L 15 ; Freqncia mxima de manobras: 50 manobras/hora. 2.3.7
COMUTAO EM APLICAES ESPECIAIS Alguns tipos de aplicaes no so
indicados em categorias de emprego, sendo comentados parte para que
no haja erro de escolha. 2.3.7.1 COMUTAO DE TRANSFORMADORES A VAZIO
(SEM CARGA NO SECUNDRIO): Pode surgir uma elevada corrente de
magnetizao. Esta corrente, dependendo do tipo construtivo do
transformador, pode atingir valores entre 10 e 30 vezes a corrente
nominal. Os contatores, para comutao desses transformadores, tm que
possuir uma capacidade de ligao correspondente, sendo escolhidos
como segue: Contatores com Ie 100A: 212 etL II [A] (valor de pico);
Contatores com Ie > 100A: 210 etL II [A] (valor de pico);
51. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 51 Mdulo 1 Comando
e Prote o 2.3.7.2 COMUTAO DE TRANSFORMADORES EM MQUINAS DE SOLDA:
Quando so curto-circuitados os eletrodos da mquina de solda, surge
uma elevada corrente no primrio do transformador. Esta corrente de
curto-circuito no deve ultrapassar, em hiptese nenhuma, 50% da
capacidade de ligao e desligamento do contator, caso contrrio haver
um desgaste excessivo dos contatos. Devero ser conhecidas as
seguintes condies de servio: carga do transformador, corrente de
servio, corrente de curto-circuito (dos eletrodos), bem como a
freqncia de manobras. 2.3.8 ACESSRIOS LINHA CWM Intertravamento
Mecnico (BLIM) a combinao que garante mecanicamente a
impossibilidade de fechamento simultneo entre dois contatores. A
sua montagem feita lateralmente, entre os dois contatores, do CWM 9
a 105. subdividido para os diferentes tamanhos de carcaas: BLIM 2
para CWM 9 a 40; BLIM 3 para CWM 50 a 105. Figura 5.29 BLIM 2,3 Do
CWME 150 ao CWME 800, sua montagem pode ser lateral (entre os dois
contatores) BLIM 4, ou sua montagem pode ser vertical BLIM 5.
Figura 5.30 BLIM 4 e BLIM 5
52. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 52 Mdulo 1 Comando
e Prote o Blocos Antiparasita (BAMRC 4/5/6/7/8/9 BAMDI 10) So
dispositivos (ligados em paralelo com a bobina do contator)
utilizados para o amortecimento das sobretenses provocadas pelos
contatores durante as operaes de abertura, que colocam em risco os
componentes sensveis variaes de tenso, como tambm influir de forma
perigosa no desacoplamento capacitivo da cablagem de comando ligada
a circuitos eletrnicos. Existem combinaes de componentes, como por
exemplo, varistores, diodos, resistores e diodos em srie,
resistores e capacitores em srie. O circuito RC srie ligado em
paralelo com a bobina do contator (circuitos CA) assim como os
circuitos que utilizam diodos (circuitos CC), funcionam como um
filtro, amortecendo os picos de tenso provocados pelo desligamento
do contator. Os blocos antiparasitas WEG podem ser circuitos RC
(BAMRC) ou a diodo (BAMDI) e esto ligados em paralelo com A1 e A2
do contator. Existem blocos antiparasitas para: CWM 9 a CWM 40
(BAMRC 4/5/6 e BAMDI 10); do CWM 50 a CWM 105 (BAMRC 7/8/9); BAMRC
4/7 24 48 Vca ; BAMRC 5/8 50 127 Vca ; BAMRC 6/9 130 250 Vca ;
BAMDI 10 12 600 Vcc ; Figura 5.31 Bloco antiparasita (supressor de
sobretenses) Usados em circuitos AC Usados em circuitos CC
53. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 53 Mdulo 1 Comando
e Prote o 2.4 PROTETORES TRMICOS (SONDAS TRMICAS) PARA MOTORES
ELTRICOS Protegem os motores diretamente contra elevaes de
temperaturas acima das especificaes. Normalmente aplicados em
motores: prova de exploso (sem ventilador); Com freqncia de
manobras elevadas; Com tempo de partida muito elevado (partida
lenta); Em ambientes quentes. So determinados em funo da classe de
isolamento dos motores. 2.4.1 TERMOSTATOS: Seu princpio de
funcionamento baseia-se na deformao de lminas bimetlicas com o
calor. Possuem contatos auxiliares NF que se abrem quando o
elemento atinge determinada temperatura (por exemplo classe de
isolamento de motores). Os termostatos so colocados entre as
espiras, nas cabeas de bobina do motor, sempre do lado oposto ao
ventilador. So ligados em srie com a bobina do contator principal.
Figura 5.32 Esquema genrico de ligao de termostatos em motores
monofsicos
54. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 54 Mdulo 1 Comando
e Prote o Figura 5.33 Esquema genrico de ligao de termostatos em
motores trifsicos Para temperaturas acima da classe de isolamento
do motor, os termostatos desligam a bobina do contator que alimenta
o motor. O religamento ser possvel to logo o motor retorne
temperatura nominal. Em motores trifsicos utiliza-se um termostato
por fase, podendo ser utilizado dois termostatos por fase para
operar em alarme e desligamento. Neste caso, os termostatos de
alarme devero ser apropriados para atuao de temperatura prevista do
motor e os termostatos de desligamento, devero atuar na temperatura
da classe de isolamento do motor. Os tipos de termostatos mais
usados em motores so apresentados nas tabelas 5.4.1.1 e 5.4.1.2.
Isolamento do Motor Temperatura de Operao (C) B 130 5 C 140 8 C F
150 5 C Tabela 5.4.1.1 Termostatos para sistemas de desligamento
Isolamento do Motor Temperatura de Operao (C) B 105 5 C F 130 5 C
140 8 C Tabela 5.4.1.2 Termostatos para sistemas de alarme Para
especificao do termostato necessrio comparar sua capacidade nominal
de corrente com a corrente de comando.
55. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 55 Mdulo 1 Comando
e Prote o 2.4.2 TERMISTORES PTC So dispositivos feitos de material
semicondutor que, para um determinado valor de temperatura sofrem
uma variao brusca no valor da sua resistncia. A utilizao de PTCs
exige a instalao de um rel externo (RPW PTC) que recebe o sinal das
sondas, atuando com base nele, interrompendo a alimentao dos
contatores. O PTC (positive temperature coeficient) um termistor
cuja resistncia aumenta bruscamente para um valor bem definido de
temperatura. A instalao dos PTCs feita entre as espiras, nas cabeas
de bobinas do motor, sempre do lado oposto ao ventilador.
Normalmente utiliza-se um PTC por fase, quando estes esto ligados
em srie. Figura 5.34 Desenho esquemtico de ligao de termistores em
motores trifsicos Para temperaturas acima da classe de isolamento
do motor, o PTC atravs de sua variao brusca de resistncia,
sensibiliza o rel que desliga a bobina do contator, protegendo
assim o motor. O religamento do motor ser possvel to logo o
enrolamento volte temperatura normal. Esta temperatura est 5 C
abaixo da temperatura nominal de atuao. Os fios das sondas at o rel
no devem ser inseridos em dutos juntamente com os cabos de
alimentao do motor para evitar interferncias indutivas e
capacitivas. A seo destes fios condicionada a distncia, conforme
tabela 5.4.3: Distncia do PTC ao Rel (m) 150 300 400 500 1000 Seo
do Fio (mm2 ) 0,50 0,75 1,00 1,50 2,50 Tabela 5.4.2.1 Podem ser
ligados vrios PTC em srie, deste modo que a soma de suas
resistncias a frio no ultrapasse 550 ohms (as normas europias
especificam, no entanto, um mximo de 6 PTCs em srie). Caso seja
desejvel um comando de alarme antes que o motor atinja a
temperatura limite, deve-se utilizar dois protetores por fase. O
primeiro deles dimensionado para a temperatura de alarme, que deve
ser abaixo da classe de isolao do motor. O segundo dever ser
56. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 56 Mdulo 1 Comando
e Prote o dimensionado para atuar quando a temperatura alcanar o
valor mximo permitido pela classe de isolamento do motor. Os tipos
de termistores mais usados em motores so apresentados na tabela
5.4.2.2. Isolamento do Motor Temperatura de Operao (C) B 130 5 C
140 5 C F 160 5 C Tabela 5.4.2.2 Termistores para o desligamento
2.4.3 TERMORESISTNCIAS PT100 So elementos que tm sua operao baseada
na caracterstica de variao linear de resistncia com a temperatura
intrnseca a alguns materiais. Os elementos mais utilizados nesta
rea so a platina e o nquel, que possuem uma resistncia de 100 a 0 C
e o cobre com 10 a 0C. Esses elementos possuem resistncia calibrada
que varia linearmente com a temperatura, possibilitando um
acompanhamento contnuo do processo de aquecimento do motor, pelo
display do controlador. Esse sistema de proteo permite ainda a
sinalizao de advertncia com sinais luminosos ou sonoros, antes da
temperatura alcanar limites proibitivos. , por isso, o sistema de
custo mais elevado, havendo necessidade da instalao de um
controlador (rel para PT100). Figura 5.35 Desenho genrico de ligao
de termoresistncias em motores trifsicos Isolamento do M otor
Temperatura de Operao (C) Variao da Resistncia Eltrica () A 105 5 C
138,50 142,28 B 130 5 C 147,91 151,65 F 150 5 C 155,38 159,10
Tabela 5.4.3.1 Valores da resistncia eltrica em funo da
temperatura
57. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 57 Mdulo 1 Comando
e Prote o 2.4.4 PROTETORES BIMETLICOS DE DISCO: Usualmente
aplicados em motores monofsicos; Normalmente se utiliza protetores
bimetlicos de disco com dois contatos NF, ligados em srie com a
alimentao do motor; Instalados na tampa do motor, do lado oposto da
ventilao; A corrente solicitada pelo motor circula pelo disco
bimetlico aquecendo-o e quando a temperatura limite atingida os
contatos se abrem desligando o motor. Aps resfriando o bimetal, os
contatos se fecham automaticamente ou ainda manualmente, dependendo
do sistema de rearme escolhido. Este tipo de bimetlico tem
caracterstica de retardo para suportar a corrente de partida dos
motores monofsicos; Especificado em funo da classe de isolamento e
da corrente nominal onde estiver inserido.
58. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 58 Mdulo 1 Comando
e Prote o 2.5 RELS DE SOBRECARGA 2.5.1 DEFINIO E FUNO Rels de
sobrecarga so dispositivos baseados no princpio de dilatao de
partes termo- eltricas (bimetlicos). A operao de um rel est baseado
nas diferentes dilataes que os metais apresentam, quando submetidos
a uma variao de temperatura. Rels de sobrecarga so usados para
proteger equipamentos eltricos, como motores e transformadores, de
um possvel superaquecimento. O superaquecimento de um motor pode,
por exemplo, ser causado por: Sobrecarga mecnica na ponta do eixo;
Tempo de partida muito alto; Rotor bloqueado; Falta de uma fase;
Desvios excessivos de tenso e freqncia da rede. Em todos estes
casos citados acima, o incremento de corrente (sobrecorrente) no
motor monitorado em todas as fases pelo rel de sobrecarga. 2.5.2
CONSTRUO E OPERAO 1 Boto de Rearme; 2 Contatos Auxiliares; 3 Boto
de Teste; 4 Lmina Bimetlica Auxiliar; 5 Cursor de Arraste; 6 Lmina
Bimetlica Principal; 7 Ajuste de Corrente. Figura 5.36 Representao
esquemtica de um rel trmico de sobrecarga Na figura 5.36, est
representado esquematicamente um rel trmico de sobrecarga. Este
pode ser dividido em duas partes: Circuito principal ou de potncia:
composto por uma carcaa de material isolante, trs bimetais de
aquecimento, alavanca de desarme, terminais de entrada (1L1, 3L2 e
5L3) e terminais de sada (2T1, 4T2 e 6T3).
59. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 59 Mdulo 1 Comando
e Prote o Circuito auxiliar ou de comando: Consiste basicamente dos
contatos auxiliares (NA e NF) por onde circula a corrente de
comando, boto de regulagem, boto de rearme (reset), boto de seleo
(manual e automtico) e bimetal de compensao da temperatura (d
condies ao rel de operar na faixa de 20 C a 50 C sem modificao da
curva de desarme. Com a circulao da corrente nominal do motor (para
a qual o rel est regulado), os bimetais curvam-se. Isto porque o
bimetal uma liga de dois materiais com coeficientes de dilatao
diferentes: A curvatura do bimetal se d para o lado do material de
menor coeficiente. Figura 5.37 Deflexo do bimetal Quando a corrente
que est circulando a nominal do motor, a curvatura dos bimetais
ocorre, mas no suficiente para o desarme. No caso de uma
sobrecarga, os bimetais apresentaro uma curvatura maior. Com isto
ocorrer o deslocamento da alavanca de desarme. Este deslocamento
transferido ao circuito auxiliar, provocando, mecanicamente, o
desarme do mesmo. A temperatura ambiente no afeta a atuao do rel,
pois o bimetal de compensao sofrer o mesmo deslocamento, mantendo
assim a relao inicialmente definida. O rel permite que seu ponto de
atuao, ou seja, a curvatura das lminas, e o conseqente
desligamento, possa ser ajustado com auxlio de um dial. Isto
possibilita ajustar o valor de corrente que provocar a atuao do
rel. 2.5.2.1 DISPOSITIVO MECNICO SENSVEL CONTRA FALTA DE FASE Os
rels WEG, possuem um conjunto de duas hastes mveis (1 e 2), ligada
a uma alavanca mvel (3). Esta alavanca a responsvel pela transmisso
do movimento dos bimetais ao circuito auxiliar. Na figura 5.38,
esto representadas trs situaes: a) Posio de repouso; b) Sobrecarga
tripolar; c) Sobrecarga bipolar.
60. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 60 Mdulo 1 Comando
e Prote o Figura 5.38 Sempre que a alavanca 3 chegar na posio S
haver o desarme do rel. No caso da sobrecarga tripolar, o
deslocamento dos bimetais uniforme, empurrando as hastes 1 e 2 que
levam a alavanca 3 em deslocamento paralelo ao dos bimetais. Com
isto, ocorre o desarme. J com sobrecarga bipolar, a haste 2 mantida
na posio inicial atravs do bimetal sem corrente e por meio de uma
relao de brao de alavanca, o movimento dos bimetais sob corrente
transmitido alavanca 3. Esta relao amplia o movimento, desarmando o
rel com um menor deslocamento dos bimetais. Desta forma, para uma
mesma corrente, o tempo de desarme do rel menor para sobrecarga
bipolar do que para sobrecarga tripolar.
61. CTC - Centro de Treinamento de Clientes 61 Mdulo 1 Comando
e Prote o 2.5.2.2 PROTEO COM RELS + TCS Os TCs so transformadores
destinados a reproduzir em seus secundrios a corrente de seus
circuitos primrios em uma proporo definida, conhecida e adequada
para o uso em instrumentos de medio, controle ou proteo. So
responsveis pela reduo das altas correntes dos circuitos primrios,
tornando possvel a utilizao, em seu secundrio, de rels de proteo de
menor custo. As correntes de saturao dos TCs para uso em proteo
atingem elevados nveis (10 a 20xIn), assim o TC no sofre saturao
nos instantes da partida e sobrecarga de motores eltricos. TCs de
medio no so apropriados para esta funo pois saturam facilmente e
com isto como que escondem o que se passa no circuito. 2.5.2.3
CURVA CARACTERSTICA DE DESARME DOS RELS TRMICOS (CONFORME IEC
60947) A relao tempo x corrente de desarme de rels trmicos de
sobrecarga conhecida como curva caracterstica. Figura 5.39 Curvas
car