APLICATIVO PARA SIMULAÇÃO DE PROTEÇÃO TEMPO (KET 1030 – Proteção) Manual de Operações
Manual de Operação APLICATIVO PARA SIMULAÇÃO DE PROTEÇÃO TEMPO (KET 1030 Proteção)
Rua Min. Mário Andreazza, 3 – QD. “N”– MD.8 – PARQTEL | Várzea – Recife – PE – CEP: 50.950-050 – CX. POSTAL: 908 PABX: (0XX81) 2121-9600 – FAX: (0XX81) 2121-9601 | FILIAL SÃO PAULO – FONE/FAX: (11) 5034-2911 www.tron-ce.com.br
1.18. Chaves 1.19. Sinaleiras 1.20. Motores Elétricos Trifásico
26 27 27 1.20.1.1. Caracteristicas Elétricas e Mecânicas dos Motores .............. 28
Índice Apresentação Objetivo O Painel é composto pelos seguintes componentes: Instruções – Como ligar o painel Descrição dos Componentes 1. DR - Interruptor Diferencial Residual 1.2. Contator 1.3. Relé de Sobrecarga 1.4. Autotransformador 1.5. Disjuntor Monopolar 1.6. Temporizador de Multifunção (TMF) 1.7. Monitor de Cosseno φ (MCF) 1.8. Monitor de Corrente Trifásico (MCT) 1.9. Relé de Segurança (SER) Características principais 1.10. Relé Falta de Fase Com ou Sem Neutro (FSN) 1.11. Relé Supervisor Trifásico (RST) 1.12. Relé de Tensão Monofásica (RTM) 1.13. Monitor de Corrente Alternada – RCA-01 1.14. Relé Estrela Triângulo - RYD 1.15. Temporizador Cíclico – TC S 1.16. Relé de Proteção Térmica – RPT-01 1.17. Relé Auxiliar – RA X
6 6 7 8 11 11 11 13 14 15 18 18 19 20 20 21 21 22 23 23 24 24 25
1.20.1.2. Trifásicos ......................................................................... 28 1.20.1.3 Corrente no Motor Trifásico ................................................ 28 1.20.1.4 Corrente nominal (In) ......................................................... 28 1.20.1.5 Corrente de partida (Ip/In) .................................................. 28 1.20.1.6 Rotação do Motor Trifásico .............................................. .. 29 a. Invertendo a rotação ................................................................... 29 b. Determinando a rotação (rpm)..................................................... 29 c. Velocidade síncrona ..................................................................... 29 d. Velocidade assíncrona ................................................................. 29 e. Escorregamento .......................................................................... 30 f. Torque ........................................................................................ 30
1.21. Potência Mecânica 1.22. Potência Elétrica 1.23. Rendimento (η) 1.24. Fator de Serviço 1.25. Tolerância 2. GST – Gerador de Sistemas Trifásicos Exercícios
31 31 32 33 33 34 35
Apresentação A linha de aplicativos para simulação foi desenvolvida pela equipe de engenharia da TRON Controles Elétricos com a finalidade de instruir e propiciar maior desenvolvimento, no aspecto social e industrial aos profissionais e estudantes da área Elétrica.
Objetivo O Aplicativo para Simulação de Proteção e Tempo tem como objetivo efetuar simulações reais das situações ocorridas em campo de forma prática e dinâmica. Os recursos disponíveis nos Kit’s facilitam o entendimento sobre os produtos e auxiliam os instrutores na administração de aulas práticas dos Cursos de Automação, Proteção e Máquinas Elétricas.
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O Painel é composto pelos seguintes componentes: Produto Botão de Comando Tipo Cogumelo 1 Polo x 2 Posições Rosca NF Vermelha Chave Elétrica 1 Polo x 2 Posições Rosca NA Comutador knob 1 Polo x 2 Posições Rosca NA Preta Contator de Potência 6A 220V 50/60Hz 1NA - {3TS29 10-0AN20-0FT0} (sendo 1 embutido) Dimmer - Variador Luminosidade Rotativo 220V/400W Disjuntor 1 Polo x 2 Posições DR - Interruptor Diferencial Residual 4 Polos x 2 Posições Dispositivo de Medição Universal UMG 96S (300V) FSN - Modelo-22 - MM - 380Vca - 0s - 0s* Fusível Vidro 20AG (20mm) 1A 250V Ação Normal Gerador de Sistemas Trifásicos - GST MCF - AU - 400Vca MCT - AU - 400Vca Motor de Indução Trifásico 4 polos 110-480V 1/40cv 60Hz Plugue 3P+N+T Blindado 16A - 220/240V ou Plugue 3P+N+T Blindado 16A/440V Porta Fusível Painel - Rosca 20 AG 10A 500V Preto Estanhado Pulsador 1 Polo x 2 Posições Rosca NA Verde Pulsador 1 Polo x 2 Posições Rosca NF Vermelha RAX - Modelo-02 - MM - 220Vca RCA - Modelo-01 - MM - 220Vca - 0s - 5A* Relé de Sobrecarga Faixa de Ajuste=0,4A a 0,63A - [ref. 3US50 00 0GA] Siemens
Qt. Usada 1 1 1 6 1 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1
Unidade PC PC PC PC PC PC PC PC PC PC PC PC PC PC PC PC PC PC PC PC PC 7
Relé de Sobrecarga Faixa de Ajuste=4A a 6,3A - [ref. 3US50 00 1GA] Siemens RPT - Modelo-01 - MM - 220Vca RSE – Relé de Segurança RST - MODELO-21-23-25-27 - MM - 380Vca - 60,0s - 30,0s* RTM - Modelo-20 - MM - 220Vca - 0s - 0s* (embutido) RYD - Modelo-01 - MM - 94 a 242Vca + 24Vca-Vcc - 15,0s* Sinaleiro 16mm² - 24Vcc Sinalizador Luminoso Amarelo - 220Vca Sinalizador Luminoso Verde - 220Vca Sinalizador Luminoso Vermelho - 220Vca TCS - Modelo-01- MM - 220Vca - 30,0s - 30,0s TMF - MA - 24 à 240Vca-Vcc Tomada 2P+T Encaixe Terminais Faston 10A-250V (Interno) Transformador de Corrente 10/5 Transformador de Força Modelo TR2230380 - EI - - (Interno)
1 1 1 1 1 1 2 1 1 2 1 1 1 3 3
PC PC PC PC PC PC PC PC PC PC PC PC PC PC PC
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Especificações Técnicas do Painel Dimensão Física do Painel: 1130 X 1720 X 300 mm (sem os pés); 1130 X 1720 X 710 mm (c/ os pés); Massa do Painel: 80 Kg bruto (com embalagem); Alimentação do Painel (TRIFÁSICO): 220Vca/380Vca (-15 a +10%) + Gnd (especificado no painel); Frequência de Alimentação do Painel: 50/60Hz (+/- 5%);
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Instruções – Como ligar o painel
Figura 1 – DR Tetrapolar, disjuntor monopolar e barramentos principais do painel.
1. Através da tomada industrial tipo Plug (3P + N + T), energize o painel com tensão da rede trifásica 380/220 Vca, mais o Neutro e o Terra; 2. O painel é protegido por um DR Tetrapolar. Caso não haja nenhuma anomalia de fuga de corrente, o painel estará apto a ser energizada através do acionamento da Chave Elétrica no console do painel; 3. Os Disjuntores Monopolares no frontal do painel quando acionados, irão energizar os barramentos L1, L2 e L3, do painel; Figura 2 - Tomada Tipo Plug (3P+N+T).
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APLICATIVO PARA SIMULAÇÃO DE PROTEÇÃO TEMPO (KET – 1030: Proteção): Simulação de partida de motores em chave estrela-triângulo (com ou sem reversão) chave compensadora; Controle de velocidade de motor por frequência, simulação de falhas na rede, monitoramento do motor sem carga ou em sobrecarga através da medição de cosseno “FI”,
monitoramento da tensão, corrente, cosseno fi, harmônicas, consumo de energia e outras aplicações com temporizadores “on-delay”, “off delay”, cíclicos, além de outras aplicações de segurança. Simular problemas na rede trifásica: Falta de Fase, Assimetria Modular, Assimetria Angular, Rampa de Aceleração (ajustando o tempo), Rampa de Desaceleração (ajustando o tempo) e Mudança da frequência da rede. O dispositivo possui os seguintes dispositivos e/ou equipamentos: Disjuntor Monopolar de 10 A; DR Tetrapolar de 25 A; Motor especial TRON de 1/40 CV, 1740 RPM a 60Hz Trifásico com MultiTensão de Alimentação 110, 220, 380, 440 e 480V automático; Multimedidor Supervisor de Energia Trifásica; Rele de corrente alternada sobre corrente sem retardo; Relé de falta de fase com ou sem neutro com ou sem retardo fixo; Relé Supervisor trifásico de mínimo e máximo; Relé auxiliar com acionamento instantâneo; Relé de tempo para partida de Motor; Relé de Tempo Multifunção; Relé de Segurança; Relé de Proteção Térmica; Relé de Tempo eletrônico cíclico; Relé de Tensão Monofásica; Contactores Auxiliar; Chave Elétrica; Botoeiras; Sinalizadores; Monitor de Cosseno fi; Gerador de Sistema Trifásico(GST), alimentado através de uma rede Monofásica (220Vca), gerando um Sistema de Rede Trifásico (embutido), Capaz de gerar uma
rede trifásica: 110Vca, 220Vca, 380Vca, 440Vca e 480Vca, além de disponibilizar uma fonte 20Vcc. Além do Dispositivo de Ensaio realizar todas as Simulações descritas; com o auxílio do Gerador de Sistemas Trifásico (GST) embutido e os Sensores contidas no Painel (caso for necessário), temos todas as condições necessárias para ensaiar todos os aparelhos contidas no Painel de acordo com as Funções e Modos de Funcionamento eletro-eletrônico descrita na ficha técnica do produto. Isto se faz necessário, pois o aluno estudará de forma íntegra todos os produtos apresentados. Para facilitar o usuário, os aparelhos contidos no dispositivo, apresentam expressas no frontal do painel seus Diagramas elétricos de ligação. Os equipamentos são fornecidos com mídia eletrônica em formato 2D com a apresentação técnica em diagrama multifilar, com circuitos elétricos dos produtos, sendo demonstrado através de áudio, imagens animadas e gráficos temporais (quando aplicável) dos seguintes equipamentos eletrônicos: Rele de corrente contínua/alternada sobre corrente sem retardo, Relé de falta de fase com ou sem neutro com ou sem retardo fixo, Relé Supervisor trifásico de mínimo e máximo, Relé auxiliar com acionamento instantâneo, Relé de tempo para partida de Motor, Temporizador Multifunção, Monitor de Cosseno fi, Relé de Proteção Térmica, Relé de Tempo eletrônico cíclico, Relé de Tensão Monofásica. 9
Figura 3 - imagem do produto
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Descrição dos Componentes 1. DR - Interruptor Diferencial Residual
1.2.
Contator
Para a proteção do patrimônio e das pessoas presentes, se tem
Os Contatores* estão interligados através dos bornes de conexão,
instalado um DR, que tem a função de detectar fuga de corrente em
podendo interligar de acordo com a necessidade, para comando de
circuitos elétricos, desligando imediatamente a alimentação de corrente
acionamento de cargas.
elétrica. As fugas de corrente não são visíveis e normalmente ocorrem por
*Obs: Item necessário em qualquer experimento, sabendo que na
deficiência da isolação dos fios ou por toques involuntários de pessoas em
aplicação real será utilizado no acionamento de motores com potência
pontos eletrificados.
considerável;
Figura 4 – DR tetrapolar.
Funcionamento do Contator: Um contator nada mais é que uma chave liga e desliga, sendo que seu acionamento é eletromagnético ao invés de manual, ou seja, ocorre através de um eletroímã. Figura 5 - estrutura interna do contator.
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Figura 6 - identificação padrão para contatos e bobina.
Etc. Figura 7 - Exemplo de circuito.
Identificações utilizadas nos contatos auxiliares:
Obs: A tensão em que será energizada a bobina do contator vem impressa junto à mesma.
NC = normally closed (normalmente fechado) NO = normally open (normalmente aberto) Embora o alto custo dos contatores, muitas são as vantagens de usá-los no lugar de chaves manuais. Com eles é possível:
Os contatores podem ter somente um dos tipos de contatos (auxiliares ou principais) ou ambos. Assim, classificam-se como contatores (ou ainda: de força, ou principal, ou bi, tri, tetrapolar) aqueles que possuem os contatos principais (mesmo que tenham também contatos
Comando à distância de grandes cargas através de pequenas correntes;
auxiliares) e, contatores auxiliares aqueles que aí sim, só possuem contatos auxiliares. Este último exercerá funções apenas no circuito de
Velocidade de abertura e fechamento dos contatos elevada;
comando da instalação, como por exemplo, aumentar o número de
Automatização de circuitos;
contatos auxiliares disponíveis de um contator tripolar (ligando-os em 12
paralelo). Com função semelhante à dos contatores auxiliares existem os
Figura 8- Exemplo de contactores Altronic.
relés auxiliares de comando que mudam basicamente só na aparência física. Dependendo do tipo de carga que um contator aciona, o desgaste de seus contatos será mais rápido ou mais lento. Para que a vida útil de um contator seja a maior possível, os limites de corrente são determinados em função do tipo de carga que os contatos acionarão, assim um único contator poderá acionar diferentes potências dependendo do que for a carga. A posição ideal de funcionamento de um contator é com sua base
1.3.
Relé de Sobrecarga Figura 9 - Relé de Sobrecarga ALTRONIC
fixa na vertical, entretanto há certa tolerância. Além da categoria de emprego, da tensão da bobina e do número de contatos, existem outras características a serem observadas na escolha de um contator tais como corrente de emprego (Ie), tensão de emprego (Ue), tensão nominal de isolação (Ui), Potência nominal de emprego (KW ou cv ou Hp), corrente térmica máxima (Ith), entre outros. É importante saber ainda que, as partes de um contator (bobina, contatos) são vendidas separadas para eventuais necessidades de reposição.
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São usados para proteger os motores elétricos contra sobrecargas. Essas
comando, que é único, embora possam haver dois conjuntos de
sobrecargas são elevações de corrente por tempo prolongado, devido a
contatos(comum, normal aberto e normal fechado).
um trabalho acima do previsto que pode ultrapassar a corrente nominal Figura 10 - Simbologia do Relé de Sobrecarga.
do motor. Pode ser também, ocasionada por falta de uma das fases, num motor trifásico ou uma elevação de corrente devido a deficiências mecânicas na instalação, como alinhamentos, acoplamentos, etc. Seu princípio de funcionamento é baseado num dispositivo bimetálico, onde duas lâminas de metais de coeficientes de dilatação diferentes são afixadas geralmente por um processo de soldagem. Essas são isoladas e por sobre as mesmas montado um resistor que aquece ao ser percorrido pela corrente elétrica, que é a mesma que aciona o motor. Pelo efeito do aquecimento e devido a dilatação ser diferente, uma
1.4. Autotransformador
lâmina fica com o comprimento maior que a outra e há uma deformação. Essa deformação serve então para empurrar uma haste chamada de
Usado
na
partida
indireta
do
tipo
compensada,
este
piloto, que por sua vez aciona um contato elétrico. Quando o sistema é
autotransformador é responsável pela diminuição da tensão aplicada no
trifásico existem três conjuntos desse montados num mesmo invólucro e
motor no instante inicial. O valor da tensão de saída desses
atuam sobre um único piloto de forma que qualquer das três fases que
autotransformadores é expresso em percentagem, nos valores 60 e 80%.
apresentar sobre-corrente, pode fazer acionar o contato elétrico de
Os autotransformadores têm a seguinte identificação em seus terminais: 14
R, S, T ►bornes de alimentação do autotransformador 60 ou 80% ►bornes
Figura 12 -Autotransformador de Partida Trifásico.
de saída 0 (zero) ou Y (estrela) ►bornes que devem ser curto-
circuitados no momento da partida, ou seja, deve-se ligar as bobinas em estrela. No dimensionamento do autotransformador devem ser levados em conta: a tensão nominal da rede, a potência nominal do motor, o número máximo de partidas por hora (normalmente 10 para motores de baixa potência), o tempo aproximado de cada partida e os taps de saída necessários. Os autotransformadores são providos de um microtermostato, que deve ser conectado ao circuito auxiliar para que impossibilite o uso do equipamento quando a temperatura atingir valor elevado (em torno de 110°C). Figura 11 - Simbologia.
1.5.
Disjuntor Monopolar
Disjuntor é um dispositivo eletromecânico que permite proteger uma determinada instalação elétrica contra sobre-intensidades (curtocircuitos ou sobrecargas). Sua principal característica é a capacidade de poder ser rearmado manualmente quando estes tipos de defeitos ocorrem, diferindo do 15
fusível, que tem a mesma função, mas que fica inutilizado depois de proteger a instalação. Assim, o disjuntor interrompe a corrente em uma
Esse tipo de disjuntor possui três funções: →Manobra (abertura ou fecho voluntário do circuito)
instalação elétrica antes que os efeitos térmicos e mecânicos desta corrente possam se tornar perigosos às próprias instalações. Por esse motivo, ele serve tanto como dispositivo de manobra como de proteção de circuitos elétricosAtualmente é muito utilizado em instalações elétricas residenciais
e
comerciais
o
disjuntor
magnetotérmico
termomagnético, como é chamado no Brasil.
ou
→Proteção contra curto-circuito - Essa função é desempenhada por
um atuador magnético (solenóide), que efetua a abertura do disjuntor com o aumento instantâneo da corrente elétrica no circuito protegido →Proteção contra sobrecarga - É realizada através de um atuador
bimetálico, que é sensível ao calor e provoca a abertura quando a corrente elétrica permanece, por um determinado período, acima da
Figura 13 - imagem do produto.
corrente nominal do disjuntor
Estrutura Interna do Disjuntor:
Figura 14 - Estrutura interna do disjuntor monopolar.
16
1. Atuador - utilizada para desligar ou resetar manualmente o disjuntor.
Os disjuntores de curva B são indicados para cargas resistivas com
Também indica o estado do disjuntor (Ligado/Desligado ou
pequena corrente de partida, como é o caso de aquecedores elétricos,
desarmado). A maioria dos disjuntores é projetada de forma que o
fornos elétricos e lâmpadas incandescentes. Já os de curva C são
disjuntor desarme mesmo que o atuador seja segurado ou travado na
indicados para cargas de média corrente de partida, como motores
posição "liga";
elétricos, lâmpadas fluorescentes e máquinas de lavar roupas. Por fim, os
2. Mecanismo atuador: une os contatos juntos ou independentes; 3. Contatos - Permitem que a corrente flua quando o disjuntor está ligado e seja interrompida quando desligado;
disjuntores de curva D são indicados para cargas com grande corrente de partida, a exemplo de grandes transformadores e motores. Figura 15 - Curva Característica de Atuação do Disjuntor (Corrente X Tempo).
4. Terminais; 5. Trip bimetálico; 6. Parafuso calibrador - permite que o fabricante ajuste precisamente a corrente de trip do dispositivo após montagem; 7. Solenóide; 8. Extintor de arco. A norma de proteção estabelece que os disjuntores de curva B devem atuar para correntes de curto-circuito entre três e cinco vezes a corrente nominal. Enquanto isso, os de curva C atuam entre cinco e dez vezes a corrente nominal e, por fim, os disjuntores de curva D devem responder para correntes entre dez e vinte vezes a corrente nominal. 17
1.6. O
Temporizador de Multifunção (TMF) TM F ,é
um temporizador com grande versatilidade, no que diz
1.7. O
Monitor de Cosseno φ (MCF) MCF
tem a função de monitorar a subcarga e a sobrecarga
respeito a alimentação e as funções. Onde a alimentação pode ser feita
através do fator de potência, em redes com 1 ou 3 fases. O
de 24 a 240 Vca/Vcc, a escala programada pode ser em segundo, minuto
ajustes no frontal do aparelho, como inibição de partida (START),
ou hora e a função de pode ser RE, RI, RPP ou Cíclico.
sobrecarga (MÁX.), subcarga (MÍN), retardo no desligamento (DELAY) e as
MCF
possui
seguintes funções: Figura 16 - Produto e sua simbologia.
18
OVER (O) - Monitoramento de sobrecarga;
OVER+LATCH (O+L) - Monitoramento de sobrecarga, com memória de erros; - UNDER (U) - Monitoramento de subcarga; - UNDER+LATCH (U+L) - Monitoramento de subcarga, com memória de erros;
UNDER (U) - Monitoramento subcorrente; UNDER+LATCH (U + L) - Monitoramento de subrecorrente com memória de erros; WIN (W) - Monitoramento de subcorrente e sobrecorrente; WIN+LATCH (W+L) - Monitoramento de subcorrente e sobrecorrente com memória de erros.
- WIN (W) - Monitoramento de subcarga e sobrecarga; - WIN+LATCH (W+L) - Monitoramento de subcarga e sobrecarga, com memória de erros.
Figura 17 - Produto e sua simbologia.
1.8. Monitor de Corrente Trifásico (MCT) O relé de monitoramento de corrente de 3 fases MCT, possui os seguintes ajustes no frontal do aparelho: inibição de partida (START), sobrecorrente (MAX.), subcorrente (MIN.), retardo no desligamento (DELAY), memória de erro (LATCH), e as seguintes funções:
OVER (O) - Monitoramento de sobrecorrente; OVER+LATCH (O + L) - Monitoramento de sobrecorrente com memória de erros; 19
1.9. Relé de Segurança (SER)
Características principais Situações de risco em uma máquina devem ser eliminadas o mais rápido possível. Para movimentos que possam representar riscos às pessoas, o estado parado é geralmente o estado seguro da máquina. O relé de segurança desliga a corrente dos circuitos em casos de risco ou de defeito, ou seja, conduzem os motores ao estado parado. A norma EN 60204 exige que toda máquina possua função de parada de categoria 0. Funções de parada de categorias 1 e/ou 2 deverão ser previstas para os casos em que a máquina exija funções de segurança ou operacionais relativas a estas categorias. 1 e seu Diagrama de ligação. Figura 18 - RSE –0
20
1.10. Relé Falta de Fase Com ou Sem Neutro (FSN) O Relé para controle de falta de fase (FSN-01), tem a função de monitorar o falta de fase, garantindo as três fases (R / S / T), permitindo o bom funcionamento no circuito elétrico aplicado.
1.11. Relé Supervisor Trifásico (RST)
Instalação do FSN: Energizar as fases L1, L2, L3 e neutro (caso não
O Relé Supervisor Trifásico (RST-21), tem a função de monitorar a
tenha o neutro, curto-circuitar os terminais J e N), o relé arma comutando
falta de fase, garantindo as três fases (R / S / T), nos aspectos de
o contato COMUM e NA. Quando houver assimetria entre fases, falta de
sequência de fase, falta de sase, assimetria, permitindo o bom
fase ou neutro, o relé desarma. No restabelecimento da normalidade o
funcionamento no circuito elétrico aplicado.
relé rearma. 21
Instalação do RST-21: Energizar as fases L1, L2 e L3, estando as tensões dentro dos limites selecionados nas escalas, a assimetria dentro da faixa e a seqüência das fases correta, o relé arma comutando os contatos COMUM e NA. Ocorrendo alguma anomalia que acarrete, falta ou inversão de fase, assimetria entre fases, sub ou sobre-tensão, o relé
1.12. Relé de Tensão Monofásica (RTM) O Relé de Tensão Monofásico (RTM-01), tem a função de monitorar a sub e sobre-tensão, permitindo o bom funcionamento no circuito elétrico aplicado. Ao energizar o aparelho, estando as tensões dentro dos limites
desarma;
selecionados nas escalas, o rele arma, comutando os contatos COMUM e Figura 20 -RST – 21 e seu Diagrama de Ligação.
NA. Se ocorrer alguma anomalia que acarrete sub. ou sobre-tensão, o relé desarma. Figura 19- RTM e seu diagrama de ligação.
22
Obs.: No Ket-1030: Proteção, este dispositivo está embutido, tendo
Figura 21 - RCA 01 e seu diagrama de ligação.
a função de chaveamento da tensão aplicada.
1.13. Monitor de Corrente Alternada – RCA-01 O Relé de Corrente Alternada / Contínua (RCA/RCC-01), possui as seguintes funções: monitoramento da sobre corrente, inibição de partida e memória de erro, podendo ter o rearme manual ou automático. Estando a corrente monitorada abaixo da pré-selecionada, no frontal do aparelho, o relé comuta, caso ocorra uma sobre-corrente o relé desarma, voltado a funcionar apenas quando os bornes (J-R) forem dados um contato seco ou acionar o botão reset no frontal do aparelho. Como todo motor assíncrono possui um pico de corrente em sua partida, podendo chegar até 8 vezes a corrente nominal do motor, o RCA/RCC desconsidera esse momento inicial, sendo considerado a função inibição de partida.
1.14. Relé Estrela Triângulo - RYD Ao energizar o aparelho, o relé da função estrela arma, e fecha os contatos COMUM e NA. Inicia-se então a temporização ajustada na escala. Decorrido este tempo, o relé desarma. Após um retardo de 50ms,
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o relé da função triângulo arma, e fecha o contato COMUM e NA; ele
tempo do contato aberto, alternado simultaneamente, semelhante a um
permanece neste estado até que seja desenergizado.
pisca-pisca;
Figura 22 - RYD – 01 | Esquema de Ligação RY∆ .
Figura 23 -TCS – 01 | Diagrama de Ligação TCS
1.16. Relé de Proteção Térmica – RPT-01 O relé RPT-01 tem a função de monitorar a temperatura de
1.15. Temporizador Cíclico – TCS O Temporizador cíclico (TCS –02) funciona com dois tempos (T1 / T2), permitindo ao usuário escolher o tempo do contato fechado e o
equipamentos como fornos, armando seus contatos sempre que a temperatura estiver abaixo do que foi projetado para o sensor STR. Instalação do RPT-01: Conecta-se um ou mais sensores aos
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terminais correspondentes RPT. Energizando o aparelho, o relé de saída arma comutando os contatos COMUM e NA. Quando houver sobreaquecimento, atingindo o ponto da temperatura de disparo do sensor, o relé desarma comutando os contatos COMUM e NA. Os sensores devem ser escolhidos de acordo com a temperatura a ser monitorada: 70, 80, 90, 100, 120ºC; e podem ser conectados até 3 grupos de 5 sensores em série. Obs1.: O RPT possui proteção contra ruptura do sensor.
1.17. Relé Auxiliar – RAX O Relé Auxiliar (RAX-02), de dois contatos reversíveis (2SPDT), tem a função de auxiliar o circuito de acordo com a sua necessidade de aplicação. Onde ao energizar a bobina (A1 / A2) do relé, comuta o contato COMUM e NA, instantaneamente até que o relé seja novamente desenergizado; Figura 25 - RAX -02 | Diagrama de Ligação RAX.
Obs2.: O sensor STR é um acessório que é fornecido separadamente, observando o valor da temperatura de disparo e a quantidade desejada. Obs3.: As entradas não utilizadas deverão ser curto-circuitadas para o comum “C”.
Figura 24 - RPT – 01 | Diagrama de Ligação RPT.
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1.18. Chaves As chaves (seletora / pulsador) têm a função de permitir o usuário manobrar e/ou comandar circuitos de comandos. Tendo assim uma chave
. Figura 28 - Simbologia Pulsador NA.
seletora de três posições e dois pulsadores, sendo um NC (vermelho) e o outro NO (verde); 3
Figura 26 - Chave Seletora e Pulsador Liga e Desliga. 4
Figura 29 - Simbologia Chave Seletora NA + NF. Figura 27 -Simbologia Pulsador NF. 13
21
14
22
1
2
26
Figura 30 - Simbologia da chave de emergência NF.
1
2
Obs.: A sinaleira vermelha no canto superior esquerdo do painel, tem a finalidade de indicar, se o painel e stá energizando;
1.20. Motores Elétricos Trifásico São máquinas que produzem energia mecânica a partir de energia elétrica. Esses motores são alimentados por redes trifásicas, daí seu nome, tendo vários tipos e formas de ligações, dependendo da tensão da
1.19. Sinaleiras
rede e da estrutura do motor, informações essas informadas na placa do
Amarelas – 22mm²
As sinaleiras amarela, tem a finalidade de representação visual, podendo também representar cargas imaginárias, de acordo com a criatividade do usuário; Figura 31 - Sinaleiras amarelas.
mesmo. Os motores elétricos trifásicos são os mais utilizados na indústria, por terem o melhor custo benefício na comparação com os demais (comparações compatíveis). Figura 32 - Motor Elétrico Trifásico.
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1.20.1.1. Caracteristicas Elétricas e Mecânicas dos Motores 1.20.1.2. Trifásicos
Um motor elétrico é acompanhado de uma placa de identificação onde são informadas suas principais características. Outras precisam ser obtidas com o fabricante através de catálogos ou consultas diretas. 1.20.1.3. Corrente no Motor Trifásico
O motor trifásico é um consumidor de carga elétrica equilibrada. Isto significa que todas as suas bobinas são iguais, ou seja, têm a mesma potência, são para mesma tensão e, conseqüentemente, consomem a mesma corrente. Logo, as correntes medidas nas três fases sempre terão o mesmo valor. Internamente as correntes nas bobinas de um mesmo motor
1.20.1.4. Corrente nominal (In)
A corrente nominal é lida na placa de identificação do motor, ou seja, aquela que o motor absorve da rede quando funcionando à potência nominal, sob tensão e f reqüência nominais. Quando houver mais de um valor na placa de identificação, cada um refere-se a tensão ou a velocidade diferente.
sempre serão iguais, independentemente para qual tensão este for
1.20.1.5. Corrente de partida (Ip/In)
conectado. Já na rede (externamente, nos terminais de alimentação) os
Os motores elétricos solicitam da rede de alimentação, durante a
valores serão diferentes para cada tensão.
partida, uma corrente de valor elevado, da ordem de 6 a 10 vezes a corrente nominal. Este valor depende das características construtivas do motor e não da carga acionada. A carga influencia apenas no tempo
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durante o qual a corrente de acionamento circula no motor e na rede de
aplique tensão muito inferior à nominal, o que refletirá na potência e no
alimentação (tempo de aceleração do motor).
torque do motor, neste caso podendo até queimá-lo).
A corrente é representada na placa de identificação pela sigla Ip/In (corrente de partida/corrente nominal). Atenção: Não se deve confundir com a sigla IP (maiúsculo), que
c. Velocidade síncrona
É a velocidade do campo magnético girante formado internamente no motor. Através dela pode-se saber o valor da rotação do motor.
significa grau de proteção.
A equação que determina a rpm (rotações por minuto) é: 1.20.1.6. Rotação do Motor Trifásico a. Invertendo a rotação
Em qualquer motor trifásico, a inversão do sentido de rotação é feita trocando-se na “alimentação” duas fases quaisquer entre si (uma permanece inalterada), diferentemente dos motores monofásicos de fase auxiliar. b. Determinando a rotação (rpm)
A rotação de um motor elétrico trifásico (rotor tipo gaiola) é determinada pelo número de pólos do motor e pela freqüência da rede elétrica. A tensão elétrica não influencia na rotação (a menos que se
d. Velocidade assíncrona
Um pouco inferior à velocidade síncrona, a velocidade assíncrona é a rotação medida no eixo do motor. Em s íntese, é a verdadeira rotação do motor, descontado se as perdas; daí o nome de motor assíncrono (em português assíncrono significa fora de sincronismo, no caso entre a velocidade do campo magnético e a do eixo do motor). O valor lido na placa dos motores, portanto valor nominal, é o valor da velocidade assíncrona. 29
e. Escorregamento
É a diferença entre a velocidade do campo magnético (velocidade
do torque. É o produto da distância e da força, também conhecido por conjugado, momento, par e binário.
síncrona) e a rotação do motor, sendo também chamado de
T=Fxd
deslizamento.
Onde: T = Torque em mkgf;
O escorregamento de um motor normalmente varia em função da carga: quando a carga for zero (motor em vazio) o escorregamento será praticamente nulo; quando for a nominal, o escorregamento também será o nominal. O escorregamento pode ser dado em RPM ou em %. Exemplo: motor de quatro pólos – 60 Hz - 1746 RPM. O escorregamento é de 54 rpm ou 3% (ns = 1800 rpm). Na placa de identificação geralmente é informada a rpm nominal (a plena carga) e não o escorregamento do motor, havendo necessidade de calculá-lo caso interesse.
F = Força em kgf; d = distância em m. Quando se coloca uma carga a ser movimentada por um motor, a força que ele pode fazer estará ligada diretamente ao comprimento da alavanca a partir do centro do eixo. Logo, não se pode determinar um valor fixo para a força de um motor. Quando se especifica a força relacionando-a com o comprimento da alavanca, ou seja, determina o torque deste motor, é possível saber qual a carga máxima que este poderá acionar para cada alavanca construída.
f. Torque
Torque é a medida do esforço necessário para se girar um eixo. Freqüentemente é confundido com “força”, que é um dos componentes
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Figura 33 - Torque.
Quando se usa um motor elétrico capaz de erguer esta carga em 30 segundos, a potência necessária será de: P = 4500 kgfm / 30 s = 150 kgfm/s A unidade mais usual para potência é o cv (cavalo-vapor), equivalente a 75 kgfm/s. Assim, a potência do motor acima será:
O mesmo motor pode erguer cargas muito diferentes dependendo da alavanca do sistema. Porém, deve-se observar que o torque do motor não seja ultrapassado.
Observação: A unidade de medida de energia mecânica, kgfm, é a mesma usada para conjugado, mas trata-se de grandezas de diferente natureza que não devem ser confundidas, pelo que se costuma representá-las invertidas: conjugado: mkgf e energia mecânica: kgfm.
1.21. Potência Mecânica A potência mede a rapidez com que a energia é aplicada ou consumida. Para levantar uma carga de 45 kgf a uma altura de 100 m, a energia necessária será de:
1.22. Potência Elétrica A potência elétrica absorvida por uma carga monofásica resistiva é calculada multiplicando-se a tensão pela corrente (P = U x I).
E = 45 kgf x 100 m = 4500 kgfm 31
Em um sistema trifásico, a potência em cada fase será dada da mesma forma (Pf = Uf x If), como se tivesse um sistema monofásico independente. A potência total será a soma das três fases (P = 3Pf = 3 x Uf x If), tanto no c ircuito estrela como no triângulo. O mais comum quando se fala de circuitos trifásicos é usar os valores de linha, e não os de fase como feita anteriormente. Sabendo, então, que em um circuito triângulo Uf = Ul e Il = If x √3 , em um circuito
Para expressar a potência elétrica em cv (cavalo-vapor) ou HP (Horse-Power), a relação é: 1 cv = 736 W; 1 HP = 746 W. Observações:
Esta expressão é para cargas trifásicas equilibradas;
Cosφ é o F.P. (fator de potência);
Na placa dos motores está impressa a potência mecânica (no eixo).
estrela a Il= If e Ul= Uf x √3 e que √3 x √3 = 3, tem-se em qualquer caso:
1.23. Rendimento (η) P = Uf x If x 3
►P = Uf x
√3 x If x √3 ► P = Ul x Il x √3 ►P =U x I x √3
A energia elétrica absorvida da rede por um motor elétrico é transformada em energia mecânica disponível no eixo. A potência ativa
Esta expressão é válida para circuitos com características resistivas. Em circuitos indutivos, onde existe defasagem, entre a tensão e a corrente, este deve ser levado em conta a seguinte expressão:
P = U x I x √3 x cosφ
Onde: P = potência (W) ou (cv) ou (HP);
U = tensão de linha em Volts (V);
fornecida pela rede não será cedida na totalidade como sendo potência mecânica no eixo do motor. A potência cedida sofre uma diminuição relativa as perdas que ocorrem no motor. O rendimento define a eficiência desta transformação sendo expresso por um número menor que 1.
I = corrente de linha em Ampéres (A); cosφ = coseno do ângulo de defasagem entre U e I
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A potência fornecida (disponível no eixo) é calculada por: P = U x I x 3 x cosφ x η. A potência recebida (rede) é calculada por: P = U x I x 3 x cosφ.
1.24. Fator de Serviço
1.25. Tolerância Um motor elétrico não deve ter o rendimento alterado de maneira considerável quando funcionando com tensões 10% acima ou abaixo do valor nominal, desde que tenha a freqüência no valor nominal. Se a freqüência variar ao mesmo tempo da tensão, o somatório das duas
Fator de serviço é um multiplicador que, quando aplicado à
variações não deve ultrapassar o limite de 10%.
potência nominal do motor elétrico, indica a carga que pode ser acionada continuamente sob tensão e freqüência nominais e com limite de elevação de temperatura do enrolamento. Os valores de rendimento ( η), fator de potência (FP) e velocidade podem diferir dos valores nominais, mas o conjugado, a corrente de rotor bloqueado e o conjugado máximo (C máx) permanecem inalterados.
Para a freqüência o valor limite é de 5%, tanto superior como inferior. Esses valores são determinados por normas específicas. Um motor elétrico trifásico pode ser ligado em freqüências diferentes, desde que se observem as variações das características que ocorrerão. Aliás, isto é feito com muita intensidade em máquinas que necessitam controle de velocidade.
A utilização do fator de serviço implica uma vida útil inferior àquela do motor com carga nominal. O fator de serviço não deve ser confundido com a capacidade de sobrecarga momentânea que o motor pode suportar. Para este caso, o valor é geralmente de até 60% da carga
Exemplo: Ligando-se um motor para 50 Hz em 60 Hz: – a potência é a mesma; – a corrente nominal é a mesma;
nominal durante 15 segundos. – a corrente de partida diminui em 17%; – o conjugado de partida diminui em 17%;
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– o conjugado máximo diminui em 17%; – a velocidade nominal aumenta em 20%.
tensão de corrente-contínua (cc), independentes e ajustáveis de 0 a ±25,5Vcc. O operador tem acesso aos parâmetros dos sistemas de rede trifásica R, S, T e Neutro sendo possível, com comandos simples, interferir
2. GST – Gerador de Sistemas Trifásicos O Gerador de Sistemas Trifásicos - GST - é um equipamento desenvolvido nos laboratórios da TRON Controles Elétricos para ajuste de
sobre estes de modo a simular condições específicas necessárias às atividades de estudo, ajuste ou teste de equipamentos. Para operar, o GST necessita apenas de alimentação monofásica 110 ou 220 Vca.
referenciais de dispositivos monitores de redes monofásicas e trifásicas. O
Com o emprego de modernos recursos de processamento, o GST é
sistema dispõe de processamento microcontrolado que permite
capaz de reproduzir com facilidade diversas condições pré-definidas de
versatilidade na sua operação, atendendo a todos os requerimentos de
uma rede trifásica, bem como de criar condições variáveis de estados com
testes dos monitores de rede e a aplicações em bancadas de laboratórios.
um único comando do operador. Sua versatilidade de operação é
O equipamento gera os principais sistemas trifásicos (110, 220, 380, 440 e 480Vca), pode ser utilizado em modo fase-neutro (dispondo de três sistemas monofásicos independentes), ou configurar três fontes de
complementada pela indicação do estado de cada uma das fases do sistema, com informações tipo: percentual do valor da amplitude nominal; ângulo de fase; tensão real de saída fase-neutro ou tensão cc selecionada; além de indicações de estados do próprio equipamento.
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