quarta-feira, 19 de março de 2014

Aula 12 - Diagrama de Comandos

Para poder analisar um circuito elétrico industrial deve ter em mente um conceito fundamental: tratar o circuito em duas partes separadas (circuito de comando, e circuito de força). O circuito de comando mostra a “lógica” com que o circuito de força deve operar e é composto por Botoeiras que realizam juntamente com os Contatores o comando funcional do motor. O circuito de força, por sua vez, estabelece ou não a energia para a carga e é composto por Fusíveis, Relé Térmico e Contatores .
Botoeiras São elementos de comando que servem para energizar ou desenergizar contatores, sendo que comutam seus contatos NA ou NF através de acionamento manual. 
Podem variar quanto às cores, formato e proteção do acionador, quantidade e tipos de contatos, e reação ao acionamento. Quanto ao formato e proteção do acionador temos desde as botoeiras tipo soco, que têm o acionador grande na forma de “cogumelo”, sendo de fácil acionamento, destinadas à situações de emergência; até as botoeiras com acionador protegido por tampa, que evitam o acionamento por toque acidental e somente devem ser operadas conscientemente. 
A variação quanto à reação ao acionamento consiste de dois tipos: as de posição mantida que trocam a condição do contado NA ou NF toda vez que são operadas e permanecem na nova posição até o próximo acionamento; e as pulsantes, que trocam a condição do contato somente enquanto existir a pressão externa, voltando às condições iniciais assim que cesse a mesma.
Fusíveis são elementos de proteção contra curto-circuito que operam pela fusão de seu elo, que é o elemento especialmente projetado para se fundir com o aquecimento provocado pela passagem de corrente elétrica acima de determinado valor. 
Os Fusíveis Diazed cujas características são do elo ser feito de cobre e a fusão se dar em um ambiente cheio de areia, o que propicia fácil extinção do arco, fazendo com que cortem correntes de até 100 kA com segurança. Possuem também a sinalização de queima e são feitos nas versões rápido e retardado, sendo este último utilizado em circuitos de motores, não atuando indevidamente durante a partida, dos mesmos, instante no qual é solicitada uma corrente de 8 vezes a corrente nominal do motor.
Contatores são dispositivos que permitem basicamente ligar/desligar qualquer dispositivo elétrico sem que seja necessário conectar/desconectar a rede elétrica manualmente, isto é possível pois os contatores são produzidos com uma bobina interna, que ao ser acionada cria um campo magnético que inverte todos os contatos de um contator, realizando assim a ação de ligar/interromper o circuito, além da função básica de realizar o trabalho de ligar/desligar o circuito, os contatores possuem contatos auxiliares, e são estes contatos que utilizamos para realizar circuitos lógicos com os contatores. 
Os contatos terminados em 1 e 2, por exemplo 11, 12, 21, 22, etc são os contatos normalmente fechados, que se tornam abertos quando o contator é acionado. Já os contatos terminados em 3 e 4, por exemplo 33, 34, 23, 24, etc são os contatos normalmente abertos, que se tornam fechados quando o contator é acionado. Sendo assim, você pode utilizar todos estes contatos para realizar qualquer tipo de lógica.
Relé térmico é um relé de sobrecorrente de atuação temporizada efetuada por um bimetal. O bimetal consiste de duas lâminas, de dois matérias com coeficientes de dilatação diferentes, coladas longitudinalmente, e sendo enrolado sobre elas um condutor, no qual passa a corrente da carga . 
Com a passagem desta corrente, o calor dissipado faz com que estas duas lâminas se dilatem de forma desigual, fazendo uma deflexão, responsável pela abertura/fechamento de contatos auxiliares, localizados na sua extremidade livre. A atuação da proteção, com consequente parada do motor, se dá através da bobina do contator. Esta proteção é usada como sobrecarga e é normalmente regulada para um aumento de corrente da ordem de 20 a 60%. É temporizada por ser realizada através de efeito térmico, o qual leva um tempo para se propagar/estabilizar.
O diagrama trifilar e o funcional para a ligação básica de um motor, a qual deverá atender os seguintes requisitos: Ligar e desligar um motor através de um contator e botoeiras pulsantes; Utilizar fusíveis para proteção de curto-circuito e relé térmico para sobrecarga; A atuação do térmico deverá parar o motor através do contator e sinalizar a sua atuação; Sinalizar também as condições de motor ligado e desligado e Medir a corrente da fase V, e as tensões entre as fases utilizando uma chave de transferência voltimétrica.
A figura mostra um dos circuitos mais elementares: a partida direta de motores. À esquerda podemos ver o circuito de força, onde temos 3 fusíveis (um para cada fase), um contator tripolar (que liga ou desliga o motor), o relé térmico, e o motor de indução trifásico.
Nesse exemplo o único componente de manobra é o contator K1. Imaginem ainda que desejamos ligar esse motor através de um botão (botoeira), e desligá-lo através de outro botão. Ora, o circuito de comando direto mostra exatamente isso. As linhas da esquerda e da direita estabelecem os limites do circuito de comando. Caso esse contator tivesse a bobina alimentada por 24 Vcc (por exemplo), a linha da esquerda seria +24 Vcc e a da direita 0 V (ou terra).
Notem que temos os contatos do relé térmico (proteção) em série com uma botoeira de desligamento (tipo NF), uma botoeira de “liga” (NA) e, finalmente, a bobina do contator. Em paralelo com a botoeira “liga” temos um contato K1, esse contato é chamado auxiliar ou “de selo”.
O contato de selo serve para manter o contator fechado na ausência da atuação da chave liga, após o sistema ter sido acionado. Em outras palavras, quando acionamos L o contator “entra” e o contato de selo também. Como ele está em paralelo com a chave liga (L), mesmo após tirarmos o “dedo”, o sistema continuará ligado. Para desligar, basta pressionarmos a chave desliga (D) que, por ser normalmente fechada (uma vez acionada), interromperá o processo.

quarta-feira, 12 de março de 2014

Folha de Dados - Fusíveis Diazed


Aula 11 - Fusíveis Diametral (Diazed) e NH

A principal função do fusível é a proteção contra curto-circuito. Sua operação ocorre baseado em um elemento fusível devidamente projetado que abre o circuito, interrompendo-o na ocorrência de uma falha. As possíveis causas do curto circuito são: Falta de aperto de componentes; - Ruptura ou falha de isolação de condutores ou cabos; Penetração de água ou outros líquidos condutores, etc. 
Diazed é o modelo de fusível utilizado em circuitos com motores. Seu funcionamento é do tipo retardado e é fabricado para correntes de 2 a 63 A (Vmax = 500V e Icc = 50 kA).
O conjunto de proteção Diazed é formado por: tampa, anel de proteção, fusível, parafuso de ajuste e base unipolar ou tripolar (com fixação rápida ou por parafusos). Os parafusos de ajuste, impedem a mudança equivocada de fusíveis com valores superiores de corrente, preservando as especificações do projeto. Permitem fixação por engate rápido sobre trilho ou parafusos. Os fusíveis DIAZED são utilizados na proteção de curto-circuito em instalações elétricas residenciais, comerciais e industriais, quando corretamente instalados, permitem o seu manuseio sem riscos de toque acidental. Possuem categoria de utilização gL/gG, em três tamanhos (DI, DII e DIII) atendem as correntes nominais de 2 a 100A. A fixação do parafuso de ajuste é feita com uma chave especial chamada de chave para parafuso de ajuste (chave rapa). Na base, a conexão do fio fase deve ser no parafuso central, evitando que a parte roscada fique energizada quando sem fusível. O fusível possui na extremidade um indicador que tem a cor correspondente à sua corrente nominal, que é a mesma cor do parafuso de ajuste. A lista abaixo relaciona cor com capacidade de corrente no fusível diametral. ROSA = 2AMARRON = 4AVERDE = 6AVERMELHO = 10ACINZA = 16AAZUL = 20AAMARELO = 25APRETO = 35ABRANCO = 50A e LARANJA = 63A

O fusível NH (N-baixa tensão; H-alta capacidade) é usado nos mesmos casos do Diazed, porém é fabricado para correntes de 4 a 630 A (Vmax = 500V e Icc = 120 kA). O conjunto é formado por fusível e base. A colocação e/ou retirada do fusível é feita com o punho saca-fusível. Existe nele um sinalizador de estado (bom/queimado), porém não em cores diferentes, como no Diazed. No fusivel aparecem as letras gL - gG que significam: proteção total de cabos e linhas.

O fusíveis Ultra-rápidos são indicados para a proteção de diodos e tiristores, ou seja, para retificadores e conversores de freqüência. A atuação dos fusíveis pode-se dar por três fatores: Curto-circuito interno provocado por um componente defeituoso (dentro do conversor). Curto-circuito externo: uma falha no consumidor. Defeito durante a frenagem (frenagem regenerativa): falha no sistema de controle (comutação) a ponte retificadora funciona como um curto. A instalação deve ser feita entre o ramal de alimentação e os dispositivos a serem protegidos. 
No dimensionamento dos fusíveis retardados, deve-se levar em consideração os seguintes aspectos: Tempo de fusão virtual (tempo e corrente de partida) pois os fusíveis devem suportar, sem fundir, o pico de corrente de partida (Ip) durante o tempo de partida do motor (Tp), com os valores de Ip e Tp entramos na curva para dimensionar o fusível. Devemos considerar também a I fusivel>=1,2*Inominal onde deve-se dimensionar para uma corrente no mínimo 20% superior a corrente nominal (In) do motor.
Quanto ao critério dos contatores e relés, os fusíveis de um circuito de alimentação devem também proteger os contatores e relés de sobrecarga. Essa verificação é feita em catálogos de fabricantes de contatores e relés de sobrecarga.
Exemplo de aplicação: Dimensionar os fusíveis para proteger o motor de 2CV,220V/60Hz, supondo que o seu tempo de partida seja de 4 segundos.
Solução: Pelo catálogo temos ( Ip/In = 4,4);( In=9 A). Ip= 9 x 4,4 A = 39,6 A.
Seguimos a curva característica do fusível de posse dos valores de Ip e Tp: Com o valor de 39,6 A e o tempo de partida de 4 segundos, observamos que o  valor do fusível é de 20 A. 

quarta-feira, 5 de março de 2014

Folha de Dados - Relé Térmicos


Aula 10 - Relé Térmico



Esse tipo de relê, atua como dispositivo de proteção, controle ou comando do circuito elétrico, atua por efeito térmico provocado pela corrente elétrica. O elemento básico dos reles térmicos é o Bimetálico. O bimetal é um conjunto formado por duas lâminas de metais diferentes Ferro (normalmente e níquel), sobrepostas e soldadas, estes dois metais de coeficientes de dilatação diferentes, formam um par metálico. Por causa da diferença de coeficiente de dilatação, se o par metálico submetido a uma temperatura elevada, um dos metais irá se dilatar mais que o outro, por estarem unidos fortemente, o metal de menor coeficiente de dilatação provoca o encurvamento do conjunto para o seu lado, afastando o conjunto de um determinado ponto. Causando assim o desarme do mesmo.

São usados para proteger os motores elétricos contra sobrecargas. Essas sobrecargas são elevações de corrente por tempo prolongado, devido a um trabalho acima do previsto que pode ultrapassar a corrente nominal 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.

Quando o sistema é trifásico existem três conjuntos desse montados num mesmo invólucro e atuam sobre um único piloto de forma que qualquer das três fases que apresentar sobre-corrente, pode fazer acionar o contato elétrico de comando, que é único, embora possam haver dois conjuntos de contatos(comum, normal aberto e normal fechado).
Os relés térmicos possuem curvas características que relacionam os múltiplos da corrente de ajuste e o tempo de desarme, alem de ter curvas a frio, tendo a temperatura ambiente sem carga como referencia e curvas a quente, com as lâminas aquecidas com a corrente de ajuste.
Na figura 1 a seguir está o símbolo de um relé térmico trifásico, com contatos de comando: Comum, Aberto e fechado.
De acordo com a curva, com 1,5 x a corrente de ajuste o relé desarmaria com 200 s, na curva a quente com a mesma corrente o desarme ocorre com 50 s. Ou seja, a cada vez que se rearma após uma sobrecarga que permanece, o rele desarma cada vez mais cedo. Isso serve para proteger o motor de partidas sucessivas com sobrecarga, ainda mais que o calor é cumulativo na carcaça do motor.