Partida Escalonada de Dois Motores

Prévia do material em texto

Universidade Tiradentes – Unit 
 Curso de Engenharia Mecatrônica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Partida Escalonada 
 
 
 
 
Iury Assunção Ferreira 
Nathália Tâmara Alves Oliveira 
 
 
 
Aracaju 
2020 
 
 
Partida Escalonada 
 
 
 
 
 
 Relatório de partida escalonada de motor trifásico, 
 ministrada pelo Professor Cleiton Jose Rodrigues, 
 na disciplina de acionamentos elétricos. 
 
 
 
 
 
Iury Assunção Ferreira 
Nathália Tâmara Alves Oliveira 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aracaju 
2020 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................................. 1 
2. OBJETIVOS .................................................................................................................................. 2 
2.1. OBJETIVO GERAL ............................................................................................................. 2 
2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS .............................................................................................. 2 
3. REFERENCIAL TEÓRICO ........................................................................................................ 3 
4. MATERIAIS E MÉTODOS ......................................................................................................... 5 
4.1. MATERIAIS .......................................................................................................................... 5 
4.2. MÉTODOS ............................................................................................................................ 6 
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES ................................................................................................ 8 
6. CONCLUSÃO ............................................................................................................................... 8 
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................................ 9 
 
 
 
 
 
1 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
O ano de 1886 pode ser considerado, como o ano de nascimento do motor elétrico, 
pois foi nesta data que o cientista alemão Werner Von Siemens inventou o primeiro gerador 
de corrente contínua auto induzido. 
No mundo atual, repleto de tecnologias e constantes inovações, fica até difícil 
imaginar a vida longe dos motores elétricos e todas as facilidades que eles trouxeram, do dia 
a dia doméstico às indústrias. 
Em virtude disso, cada vez mais, há uma preocupação no acionamento desses 
motores elétricos, uma vez que quando o motor é ligado diretamente na rede, provoca um 
aumento muito grande na corrente de partida, que pode causar distúrbios na rede. Para 
amenizar esse problema, foram desenvolvidos alguns dispositivos que servem para serem 
conectados a esses motores elétricos, minimizando esse impacto da alta corrente de partida 
que esses motores exigem da rede. Esses dispositivos são chamados de partidas 
eletromecânicas, por exemplo, a partida direta que é a mais conhecida no mercado sendo 
uma partida simples e fácil de usar. No entanto, seu uso é limitado, pois a sua utilização é 
recomendada apenas para motores de potência de no máximo 7,5 cv. Visando solucionar 
este problema, foi criado a partida estrela- triângulo que trabalha com potências maiores. 
Temos também a partida escalonada que trabalha com um sistema ordenado, garantindo 
intervalos desejados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 
 
2. OBJETIVOS 
 
2.1. OBJETIVO GERAL 
 
 Acionar um motor de indução trifásica por meio de partida escalonada de dois motores. 
 
2.2.OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
 
 Montar o circuito de comando; 
 Montar o circuito de potência; 
 Checar os parâmetros elétricos da bancada; 
 Interligas os dispositivos de proteção. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
3. REFERENCIAL TEÓRICO 
 
 O motor elétrico é um dispositivo que transforma energia elétrica em energia 
mecânica, ou seja, em um motor, a simples presença da corrente elétrica, seja corrente 
continua ou alternada, garante um movimento em um eixo, que pode ser aproveitado de 
diversas maneiras, dependendo da aplicação do motor. Certas características como custo 
reduzido, simplicidade de construção, facilidade de transporte, limpeza, alto rendimento, e 
fácil adaptação às cargas dos mais diversos tipos, fazem com que o motor elétrico seja o 
mais utilizado dentre todos os tipos de motores existentes. [1]1 
 Existe hoje em dia um grande número de tipos de motores elétricos, mas podemos 
classificá-los em dois grandes grupos: corrente continua e corrente alternada. Os motores de 
corrente contínua são motores de custo elevado e exigem uma alimentação especial da fonte, 
já os de corrente alternada são mais simples e tem mais vantagens sobre o motor cc como 
por exemplo a baixa manutenção, baixo ruído elétrico e custo inferior. [1] 
 Um dos instantes mais críticos em relação ao funcionamento de motores elétricos é 
a partida, pois os motores solicitam uma corrente muito maior do que em serviço contínuo, 
devido à mudança de um estado de inércia do motor, é neste momento que pode acontecer 
uma sobrecarga na rede e isso pode acarretar em consequências prejudiciais como queda de 
tensão elevada no sistema de alimentação da rede, perturbações em equipamentos instalados 
no sistema, etc. Visando estes problemas, foram desenvolvidos métodos que minimizam os 
efeitos da alta corrente exigida pelos motores no momento da partida, tais como, a partida 
direta, partida estrela-triângulo, partida soft starter entre outras. Na Figura 1, podemos 
observar uma comparação entre os valores de corrente exigidos para esses métodos de 
partida. [2]2 
 
 
 
1 FRANCHI, Claiton Moro. Acionamentos Elétricos. 5. ed. São Paulo: Érica, 2014. 
2 SEGUNDO, Alan; RODRIGUES, Cristiano. Eletrônica de Potência e Acionamentos Elétricos. Ouro Preto: Rede e-Tec 
Brasil, 2015. 
4 
 
 
Na instalação de motores devem-se tomar cuidados como: O padrão de limitações 
para partidas desses motores, limitar a queda de tensão nos outros pontos durante a partida, 
o rendimento e a perda de potência dos motores. Para escolher o método de partida do motor 
devem ser consideradas as características da máquina, disponibilidade de potência fornecida, 
segurança nos procedimentos, queda de tensão e o mais importante, o que será ligado ao 
mesmo. [2] 
 O uso da partida direta é mais interessante em situações em que deseja obter o 
desempenho máximo do motor logo no momento da partida, as principais características a 
serem aproveitadas são: baixo custo de componentes para executar o acionamento, simples 
funcionamento e baixa manutenção, alto torque na ponta do eixo, ou seja, potência máxima. 
[2] 
 Hoje nas industrias é muito comum a utilização de dois ou mais motores elétricos, 
para isso, devemos aplicar o dimensionamento da partida escalonada que é realizado com a 
finalidade de evitar sobrecarga na rede, na qual o processo constitui em manter uma ordem 
de acionamento dos motores em instantes de segundos diferentes, caso os motores partissem 
simultaneamente provocaria perturbações severas e até mesmo irreversíveis no sistema. 
Neste caso, seria interessante projetar um sistema de partida desses motores, utilizando 
aparatos como: contatores, relés térmicos, fusíveis, relé temporizador, botoeiras, etc, onde 
dado o comando de ligar, o primeiro motor iria ser acionado, e depois de um tempo 
determinado no relé temporizador o segundo motor seria acionado, sendo que o 
desligamento é simultâneo em casos específicos. [1] 
 
5 
 
4. MATERIAIS E MÉTODOS 
 
4.1.MATERIAIS 
 
Para a realização da montagem do circuito para ligação de doismotores (com 
contatos independentes) serão utilizados os seguintes materiais: 
 1 Botoeira NF (BD1); 
 1 Botoeira NA (BL1); 
 5 LEDS de sinalização de estado; 
 2 Contatores (C1, C2); 
 2 Relés térmicos (49-1 ,49-2); 
 2 Disjuntores Motor; 
 1 Relé Temporizador (T1); 
 1 Disjuntor Monofásico; 
 2 Motores Trifásicos (M1, M2). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
4.2. MÉTODOS 
 
Inicialmente foram checados os parâmetros elétricos da bancada e dos disjuntores. 
Logo em seguida, foi realizada a montagem do circuito de partida escalonada de dois 
motores trifásicos realizada em laboratório, como mostrado nas Figuras 2A e 2B. 
 
 
 
 
Nota-se nos diagramas (Figuras 2A e 2B) que não existe dependência da parte de 
força (potência) do circuito, porém é a parte de comando é vinculada com a mesma. Cada 
7 
 
motor apresenta seu fusível, relé térmico e contator individualmente, já que a partida 
escalonada originalmente parte-se de uma partida direta, e dessa forma tem-se uma proteção 
mais eficaz no circuito. 
Na parte de potência, pode-se observar que é alimentado com três fases (220v), sua 
corrente passa pelo disjuntor motor1, os contatores são energizados, e após normalmente, o 
relé térmico não encontrar nenhuma anomalia e não atuar, os motores são acionados. Mas 
para essa “simples” ligação acontecer entra também a parte de comando do circuito. Quando 
alimentado, a sua corrente passa pelos relés térmicos 49-1 e 49-2, pela botoeira BD1 que 
está normalmente fechada, deixando a corrente passar. Posteriormente é necessário 
pressionar a botoeira BL1, para a corrente energizar o contator C1, selando2 a botoeira, 
partindo o motor M1 e ao mesmo tempo acionando o temporizador (T1). Enquanto o T1 atua 
na contagem do tempo, na parte de sinalização, o contato auxiliar (43 44) do contator C1 é 
fechado fazendo com que um LED verde fique piscando (indica que está contando o tempo 
para o motor M2 acionar) até o termino do tempo defino. Quando isso acontece o contator 
C2 é ligado, e consequentemente o motor M2 é acionado, assim o contato (13 14) do contator 
C2 é fechado e sinaliza-se com um LED verde ligado que o motor M2 partiu corretamente. 
Para segurança do circuito é sinalizado também algumas possíveis falhas. Uma delas 
é se caso o contator C1 não for alimentado, o que informa que o motor M1 não foi ligado e 
por consequência o motor M2 também não ligará, um contato auxiliar normalmente fechado 
do contator C1 é acionado que liga um LED vermelho (inicialmente esse LED tem que está 
aceso, pois a botoeira BL1 e o contator C1 não foram energizados). E a outra proteção é 
quando o relé térmico de um deles atuar, derruba o sistema, os dois motores, por esse motivo 
que do diagrama (Figura 2) na parte de comando estão conectados em serie com os contatos 
dos relés térmicos dos motores M1 e M2. Para sinalizar a atuação do relé térmico contatos 
normalmente fechados dos mesmos são colocados em paralelo, porque caso houver a atuação 
de pelo menos um dos dois um LED amarelo é ligado, indicando o problema no relé. 
 
 
 
 
8 
 
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
Pretende-se com a partida demonstrar, junto com a energização do contator C1, com 
a do temporizador (como observado ele é o dispositivo principal, que atua diretamente no 
sistema da Figura 2), e também que todos os dispositivos incluídos sejam energizados e 
funcionem perfeitamente, dessa forma os dois motores sejam acionados com uma diferença 
de tempo pré-definido entre eles. Se tratando de uma operação com dois ou mais motores, 
caso os relés térmicos de pelos menos um deles atue, derruba o sistema desde o princípio 
completamente. Justificando o fato deles estarem em uma ligação em série entre si. 
Atentando-se que existe a possibilidade de o sistema não funcionar com perfeição, 
os sistemas de proteção deverão atuar e as sinalizações ser ligadas, detectando onde está o 
problema. Por isso a importância até dos LED’S nesse circuito. 
 
6. CONCLUSÃO 
 
Como mencionado anteriormente essa é uma partida direta, de simples montagem, 
favorecendo em termos de segurança e consumo. Que tem uma implementação do 
temporizador para que a rede não sofra com avarias dos dois motores partindo ao mesmo 
tempo, e também sua lógica de funcionamento favorece a criação de novos circuitos elétricos 
sem ficar retido apenas a dois motores dependendo da aplicação, sendo obrigatório o 
dimensionamento para se definir melhor partida a ser usada obedecendo suas restrições. 
Não somente o relatório, que tem a finalidade de ser um manual sobre o uso e 
implementação da partida escalonada, mas todas as atividades relacionadas as partidas 
estudadas contribuíram com os conhecimentos adquiridos devido a suas atividades serem 
práticas e a necessidade do uso do laboratório para aplicação das mesmas. 
 
 
 
 
 
9 
 
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
1. FRANCHI, Claiton Moro. Acionamentos Elétricos. 5. ed. São Paulo: Érica, 2014. 
2. KOSOV, Irving L. Máquinas Elétricas e transformadores, 8. ed. São Paulo, Globo, 1989. 
3. https://www.sabereletrica.com.br/partida-direta-e-indireta/, acessado em: 3 de março 
de 2020. 
4. SEGUNDO, Alan; RODRIGUES, Cristiano. Eletrônica de Potência e Acionamentos 
Elétricos. Ouro Preto: Rede e-Tec Brasil, 2015.