Conteúdos e xtra ído s de :
Manual electrotécnico
† AUTOMATIZACIÓN AUTOMATIZACIÓN AVANZAD AVANZADA A Y FORMACIÓN
caderno s técnicos 1 e 2
João Veríssimo Setembro de 2014
DIAGRAMAS DE LÓGICA CABLADA
Técnico de Electrotecnia Nível 4
Ensino Secundário Profissional
i >
Generalidades
CONTACTORES C/ Toledo, 176 28005-MADRID Telf.: 913 660 063
C ATEGORI A DE EMPREGO - AC
categor ia de empr ego AC 'application category ', define a aplicação dos contactores em corrente alterna da, em função da sua finalidade ou uso, estabelecido pela norma IEC 158.
AUTOMATIZACIÓN AVANZADA Y FORMACIÓN
A
I
Categor ia AC1 Aplica-se a condições ligeiras de serviço, cargas resistivas ou pouco indutivas cu jo factor de potência é menor ou igual a 0,95
(cos φ ≥ 0,95). Ocasionalmente pode aplicar -se em condições de fecho e abertura de 1,5xIn ou 1,1xUn. Categor ia AC2 Empr ega-se em situações de serviço com a marcha a impulsos ou frenagem com corrente invertida, de motores de an eis. Na conexão e desconexão podem estabelecer -se intensidades até 2,5 vezes a intensidade nominal, com um factor de potência menor ou igual 0,65 (cos φ ≥ 0,65). Ocasionalmente pode empr egar -se em condições de fecho e abertura de 1,5 ve zes a In ou 1,1 vezes a Un. Categor ia AC3 Destina-se a motores de gaiola de esquilo com intensidades de arranque no momento da comutação de 5 a 7 vezes a intensidade nominal à tensão Un. A abertura deve realizar -se à intensidade nominal d o motor. O factor de pot ência pode ser igual ou superior a 0,35 (cos φ ≥ 0,35). Ocasionalmente pode aplicar -se em condições de fecho em que In se ja superior em 8 a 10 vezes. As condições de abertura ocasional pode establece-se de 6 a 8 vezes a In. Categor ia AC4 Utiliza-se em condições de serviço extremas em que tanto o pico de corrente no arranque ou no corte pode chegar a 5 ou 7 vezes In, nas manobras de arranque, frena gem em corrente invertida e marcha a impulsos , de motores de gaiola. O factor de potência pode ser igual ou superior a 0,35 (cos φ ≥ 0,35). Ocasionalmente p ode empr egar -se em situações em que a corrente de fecho se ja de 10 a 12 ve zes In e a corrente de corte tenha valores de 8 a 10 ve zes In.
Técnico de Electrotecnia Nível 4
corte In tempo I
corte In arranque
tempo
I
corte In arranque
tempo
tempo
I corte
In arranque
Apresentação ARRANQUE DE MOTORES DE INDUÇÃO : Motores de
Motores de aneis
gaiola de esquilo
deslizantes
Arranque directo
Arranque estrelatriângulo
Arranque part-winding
De 4 a 8 In
1,3 a 2,6 In
De 2 a 4 In
4,5 In
1,7 a 4 In
< 2,5 In
0,6 a 1,5 Mn
0,2 a 0,5 Mn
0,3 a 0,75 Mn
0,6 a 0,85 Mn
0,4 a 0,85 Mn
< 2,5 Mn
e d e e u t q n n e r a r r r o a
Arranque com autotransformador
Arranque por resistências estatóricas
Arranque por resistências rotóricas
C
e e d u o i q r n a á r n r i a B
Motor de gaiola de esquilos económico e robusto s n e g
a t n
·Arrancador simples. ·Binário de arranque importante.
· Arrancador relativamente barato. ·Boa relação binário-corrente.
·Pico de intensidad e muito importante. ·Assegurar -se que rede admite este pico. ·Não permite um arranque lento e progressivo.
·Fraco bin. de arranque. ·Não há posibilidade de ·Não hã posibilidade de regulação. regulação. · Motor especial. ·Corte da alimentação na comutação de Υ para ∆ e fenómenos transitórios. ·Conexão final em triângulo para Un.
a
· Arranque simples. ·Bin. de arranque m ais elevado que em Υ- ∆. ·Não há corte de alimentação durante o arranque
V
s e t n e i n e v n o c n I
·Posibilidade de regulação dos valores de arranque. ·Não há corte de alimentação durante o arranque.
· Buena relación par/intensidad. · Posibilidad de regulación de los valores de arranque. · No hay corte de alimentación durante el arranque
· Muy buena relación par/intensidad. · Posibilidad de regulación de los valores de arranque. · No hay corte de la alimentación en el arranque.
·Pequena redução do pico de arranque. ·Necesita resistências.
· Necesita un autotransformador costoso.
· Motor de anillos más costoso. · Necesita resistencias.
o
d e u o q ã n ç a a r r r u a D
s e õ ç
2 a 3 seg.
3 a 7 seg.
·Pequenas máquinas arrancando a plana carga.
· Máquinas arrancando em vazio. ·Ventiladores e bombas centrífugas de pequena potência.
a c i l p A
I
e
d a d i c o l e v / e t n e r r o c
a v r u C
e
o i r á n i
3 tiempos 2,5 seg. 4 a 5 tiempos 5 seg.
7 a 12 seg.
7 a 12 seg.
·Máquinas de f orte inércia sim problemas particulares de binário e de intensidade no arranque.
·Máquinas de gran de potência ou de f orte inércia nos casos onde a redução do pico de intensidad e é um critério importante.
I
I
Máquinas de arranque em carga, progressivo, etc.
I
I
7
7
7
7
7
7
6
6
6
6
6
6
5
5
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4
4
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4
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3
3
3
3
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3
2
2
2
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2
1
1
1
1
1
n
1/2
3/4
n
4/4
M
1/4
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n
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M
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M
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M
1/4
2,5
2,5
2,5
2,5
2,5
2
2
2
2
2
2
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1
1
0,5
e t
n t e i s
0,5
s
p a r r e
1/4
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n
3/4
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1 e t
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1/2
3/4
4/4
M
2,5
b
a v r u C
· Máquinas arrancando em vazio ou carga débil. ·Usual em compressores de grupos de climatização.
I
1/4
d a d i c o l e v /
3 a 6 seg.
1 e t
n t e
b in
1/4
0,5
s i s r e
n
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n
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1/2
3/4
4/4
Ensino Secundário Profissional
ii >
Generalidades
a
t i n a l P
Botoneira Comando e Sinalização Técnico de Electrotecnia Nível 4
Apresentação
1 >
Circuito de comando Por: A. João M. Veríssimo
1- Definição do Sistema de Comando: botão de paragem= P
SISTEMA
botão de marcha= M
ARRANQUE DIRETO
KM1
n
KM1(13;14)<=> n 6-
Implementação
com Automatismos:
P
M
2- Tabela de Transições de Estados: termos 0 4,6 2 1,3 7,5
Dn
n
P 0 1 0 0 1
4
M 0 x 1 x x
( n
1
2
Dn 0 0 0 1 1
Dn+1 0 0 1 1 0
Descrição Repouso " " Muda p/ Direto Direto Muda p/ Repouso
)
3- Síntese da Eq. de saída (Dn+1):
n
(n
M
) 0
Dn+1
5- Redução a NOR 's:
n
0
̅ ̅
=
1
4-
n
3
1
P
̅ ( ) n
0
6
0
7
0
5
0
Implementação com Portas Lógicas:
+5Vcc
+5Vcc
P M
Dn+1
Dn
Técnico de Electrotecnia Nível 4
1
1
n
4
2
Dn
Arranque Direto
> Circuito de potência Descrição No circuito de comando, é utilizado um botão de paragem e um de marcha, este último com contacto auxiliar para auto-alimentação de KM1 que se destina a permanecer ligado. Nunca esquecer de ligar o contacto 95-96 do relé térmico assim como o contacto 13-14 do seccionador para poder cortar o circuito em carga, quando necessário. Este esquema é aplicado nos seguintes casos: > máquinas de potências abaixo de 4KW. > máquinas acopladas a binários resistentes fracos . Corrente 7
6 C o
r r e n
t e
5
a b s o
r v
i d a
p e
l o
4
m
o t o r
3
2
1
Binário
Velocidade 0
0,25
0,50
0,75
1
Curva d e corrente/velocidad e d o arranque directo
2,5
o r o t m d o o r i n á i B
2
1,5
1 a
n i
0,5
t e n s t e i s e r Binário
d a
u á q m
Velocidade 0
0,25
0,50
0,75
1
Curva d a binário /velocidad e de arranque directo Ensino Secundário Profissional
2 >
Técnico de Electrotecnia Nível 4
Circuito de comando
Inversor-motor
> Circuito de potência
Descrição A construção de um inversor-motor é constiuído por 2 contactores tripolares com encravamento mecânico e encravamento eléctrico. O príncipo consiste em inverter 2 fases nos respectivos contactores, nomeadamente as fases R (L1) e T (L3) à entrada dos contactores, sendo que a fase S (L2) não inverte, conforme verificado no esquema. O calibre dos fusíveis ou do disjuntor, é calculado para a corrente total, bem como o relé térmico. Relativamente ao circuito de comando, é utilizado um botão de paragem comum aos 2 sentidos de marcha, e 2 botões de arranque, cada um deles para um sentido de marcha. Nunca esquecer de ligar o contacto 95-96 do relé térmico assim como o contacto 13-14 do seccionador para poder cortar o circuito em carga, quando necessário. Este esquema também é apelidado de arrancador-motor de 2 sentidos de marcha, quando aplicado nos seguintes casos: > máquinas de elevação, sendo os sentidos de marcha de subida e descida > máquinas de arrastamento, sendo os sentidos para a frente e para trás > máquinas de movimento rotativo, sendo os movimento para a esquerda e para a a direita. Ensino Secundário Profissional
3.0 >
Circuito de comando Corrente 7
6
C o r r
e n
t e d
e
a c
o p l a m e
5
n t
o e m
t r i â n
g u
4
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3
2
C or r e nt e d e a c
o p l a
me n t o e m
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1
Velocidade 0
0,25
0,50
0,75
1
Curva de corrente/velocidad e d o arranque estrela-tri ângulo
Binário
2,5
2
1,5
B i n á r i o e
m
l o
) t o c r e i d (
g u
t r i â n
1
0,5
B i a n á r i o e m B i a n á r i o
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e s t r e
e
r e sis t e n t
d a
a i n
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m á
Velocidade 0
Curva de
Técnico de Electrotecnia Nível 4
0,25
0,50
0,75
binário /velocidad e d o arranque
1
estrela-tri ângulo
Arrancador Estrela-triângulo > Circuito de potência
Descrição O arrancador estrela-triângulo é utilizado obrigatoriamente em motores acima de 4 kW na rede nacional. É utilizado em todos os motores trifásicos aplicados nos mais diversos tipos de máquinas, tais como, ventiladores, compressores, elevadores, guinchos, gruas, etc.. O arranque do estrela-triângulo, faz-se em dois tempos. Primeiro dá-se o arranque em estrela passando posteriormente para triângulo, sendo que esta passagem é feita em 7 segundos até potências de 55 kW, sendo que acima desta potência o tempo de passagem pode ser de 10 ou 20 segundos. Nos arrancadores estrela-triângulo, os relés térmicos devem ser sempre regulados para 0,58 da intensidade nominal do motor. Exemplo: 15 kW = 29 A x 0,58 =16,82. O relé térmico é ajustado entre 16 e 24 A . Relativamente aos fusíveis ou disjuntor de protecção, estes são calculados para a potência total, neste caso 32 A. Quanto ao circuito de comando, este inclui um botão de marcha e outro de paragem, sendo que o contacto 95-96 do relé térmico assim como o contacto 13-14 do seccionador, devem estar ligados para permitir cortar o circuito em carga, quando necessário. Ensino Secundário Profissional
3.1 >
Circuito de comando
7
8
Por João Veríssimo
Técnico de Electrotecnia Nível 4
Arrancador Estrela-triângulo
> Circuito de potência
Ensino Secundário Profissional
3.2 > Circuito de comando Descrição O arranque rotórico destina-se a motores de rotor bobinado de potências elevadas, permite controlar a corrente de arranque através da redução de resistências adicionadas às bobinas do rotor em três tempos, mediante três temporizações... Ao pressionar o botão de marcha S2, o contactor KM1 atraca e põe o motor em marcha com a máxima resistência rotórica, 1º Tempo. Ao fim de determinado período de tempo regulável, o contacto temporizado ao trabalho associado ao contactor KM1, fecha o contacto 67-68, permitindo atracar o contactor KM2 e reduzir para metade a resistência do rotor do motor, 2º Tempo. Por fim o segundo temporizador em KM2, curto-circuita os terminais do rotor, terminando o processo de arranque, 3º Tempo. Relativamente aos fusíveis ou disjuntor de protecção, estes são calculados para a potência total. O contacto 95-96 do relé térmico assim como o contacto 13-14 do seccionador, devem estar ligados para permitir cortar o circuito em carga, quando necessário.
Técnico de Electrotecnia Nível 4
Arranque Rotórico
1 L
2 L
U V
3 L
2 L / 3
3 L / 5
2
4
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1
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Corrente
KM1
K L
M
> Circuito de potência Binário
7
2 1
4 3
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2,5
6
C o
Binár io d o
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2
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1
Curva de binário /velocidad e d o arranque rotórico por resist ências
Curva de corrente/velocidad e d o arranque rotórico por resist ências
M
A2 B2
2. tempo °
1 L
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KM3
M 3
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1
M
A B C 2 2 2 R R R
3º tempo
A1 B1 C1
KM2
A B C 1 1 1 R R R
Ensino Secundário Profissional
4 > Circuito de comando
Descrição Os motores Dahlander só permitem ter duas velocidades de arranque (baixa velocidade ou alta velocidade). Este motores têm 6 bornes, sendo que para uma das velocidades, a rede é ligada aos três bornes correspondentes. Para a outra velocidade, a rede é ligada nos outros três bornes. O arranque pode ser feito em baixa ou alta velocidade. Ao accionar o botão de marcha S2, o contactor KM1 atraca e o motor arranca em baixa velocidade, encravando os contactores KM2 e KM3 para que não possa ser accionada a alta velocidade. Para passar para alta velocidade é necessário pressionar o botão de paragem S1, para parar o motor. Após a paragem do motor e pressionando o botão S3, o contactor KM2 atraca, alimentando a bobina do contactor KM3 e permitindo assim o arranque do motor em alta velocidade. Para parar ou passar para a outra velocidade, pressionar o botão de paragem S1 para parar o motor. O contactor KM1 e relé térmico F2 são escolhidos de acordo com a In do motor em baixa velocidade. Os contactores KM2 e KM3 e o relé térmico F1, são escolhidos de acordo com a In do motor em alta velocidade
Técnico de Electrotecnia Nível 4
Motor Dahlander
> Circuito de potência CONEX ÃO Potência constante M (Nm)
(P=M x W)
2pp 1pp
M1 P o t ê n
M2
c i
n1
a
r.p.m.
n2
Baixa velocidade:
2 pares de polos
N
S
N
S
Alta velocidade: 1 par de polos
S
N
Ensino Secundário Profissional
S
5 >
Circuito de comando Corrente
Binário
7
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C o r r e
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o
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1,5
c
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3 Cor r e nt e d o
1. o i t e m p o
o
1
2
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Bi ná r io do 2. °
B i n á
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p r i o d o 1o . te m
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1
B i n á
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P
Técnico de Electrotecnia Nível 4
d a
Velocidade
Velocidade 0
0,25
0,50
0,75
Curva d a corr ente/velocidad e de arranque por autotransformador
M
r esi s te n t e
a i n
q u
m á
1
0
0,25
0,50
0,75
Curva de binário /velocidad e de arranque por autotransformador
1
Arranque por auto-transformador
> Circuito de potência Descrição Este tipo de arranque é utilizado quando é necessário reduzir a corrente transitória de arranque e de regime proveniente da rede para níveis mais baixos do que quando se utiliza resistências estatóricas, mas mantendo o mesmo binário de arranque. O motor é alimentado com um auto-transformador com uma tensão reduzida em cerca de 70%, relativamente à tensão estipulada de emprego. Desta forma reduz-se para metade a intensidade de arranque transitória na ligação directa. Ao pressionar o botão de marcha S2, o contactor KM1 atraca, ligando o primário do transformador à rede, para o alimentar. O secundário do transformador é ligado através do contactor KM2, efectuando assim o arranque do motor com uma tensão mais reduzida. Após este arranque, e mediante o tempo definido no contacto temporizado ao trabalho KA 1, este fecha o contactor KM3 para alimentação directa do motor e abre os contactores KM1 e KM2 . Para paragem, pressionar o botão de paragem S1. Relativamente aos fusíveis ou disjuntor de protecção, estes são calculados para a potência do motor. O relé térmico F3 assegura a protecção do auto-transformador contra os arranques mais frequentes ou incompletos.
Ensino Secundário Profissional
6 > Circuito de comando Descrição O arranque sequencial e automático de motores, permite efectuar a ligação de diversos motores mediante uma temporização. Ao pressionar o botão de marcha S2, o contactor KM1 atraca e o motor M1 arranca. Ao fim de determinado período de tempo regulável, o relé temporizado ao trabalho associado ao contactor KM1, fecha o contacto 67-68, permitindo atracar o contactor KM2 e arrancar o motor M2. Mais uma vez, e mediante um relé temporizado ao trabalho associado ao contactor KM2, regula-se o período de tempo pretendido, o qual após decorrer fecha o contacto 67-68 e atraca o contactor KM3 accionando o motor M3. Quando um dos relés térmicos dispara, todos os motores param. Para paragem dos motores, basta em qualquer altura pressionar o botão de paragem S1. Relativamente aos fusíveis ou disjuntor de protecção, estes são calculados para a potência total. O contacto 95-96 do relé térmico assim como o contacto 13-14 do seccionador, devem estar ligados para permitir cortar o circuito em carga, quando necessário.
Técnico de Electrotecnia Nível 4
Arranque sequencial
> Circuito de potência
Ensino Secundário Profissional
7 >
Circuito
de comando
Técnico de Electrotecnia Nível 4
Arranque motor monofásico
> Circuito de potência
Descrição Este tipo de arrancadores é constituído por um seccionador ou disjuntor, um contactor tripolar de categoria AC3 e um relé térmico, também tripolar, dado não existirem relés bipolares na categoria AC3. As ligações de potência são efectuadas conforme indicado no esquema. As linhas de fase e neutro são aleatórias, só que uma das linhas, neste caso a L2 , fica em série com os contactos 3-4 do seccionador, 3-4 do contactor, 3-4 do relé térmico, 5-6 do contactor e 5-6 do relé térmico, até chegar ao terminal W do motor. A linha de fase, neste caso L1 , é ligada em série até ao terminal U do motor. No circuito de comando utiliza-se um botão para marcha (S1) e outro botão para paragem (S2), devendo ainda ser ligados os contactos F2 do relé térmico e Q1 do seccionador para corte em carga. Ensino Secundário Profissional
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