ÒØÖÓ ÖÖÐ Ò××ÒÓ Ì ÒÓÐÐÐÐ Ó Ó ÈÈÈÙÙ ÍÒÒÒÒÒÒ Ò××ÒÓ ÒØÖÖÐÐÞÞÞÞ ÈÖÒÒÒÒÒ ÓÑÑÒÒÓ× ÐÐØÖÖ Ó

Centro Federal de Ensino Te nológi o do PiauíUnidade de Ensino Des entralizada de Parnaíba

Apostila de Comandos Elétri osProf.: Rafael Ro ha Matias

Parnaíba, março de 2008.

Sumário1 Revisão Teóri a 51.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.2 Teoria Bási a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.2.1 Corrente ontínua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.2.2 Corrente alternada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.2.3 Cir uitos trifási os . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 Motores Elétri os 112.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.2 Cara terísti as da pla a de identi� ação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.3 Motores de indução monofási o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.3.1 Esquema(s) simpli� ado(s) de ligação do motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152.3.2 Motor monofási o om dois terminais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152.3.3 Motor monofási o om quatro terminais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152.3.4 Motor monofási o om seis terminais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152.4 Motores assín ronos trifási os . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162.4.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162.4.2 Motor om rotor tipo gaiola de esquilo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162.4.3 Motor om rotor bobinado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162.4.4 Motor tipo Dahlander . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162.4.5 Motor om dois enrolamento separados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172.4.6 Motor para três e quatro velo idades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172.5 Número de rotações . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172.5.1 Sentido de rotação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182.6 Esquemas de partidas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182.6.1 Partida direta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182.6.2 Partida estrela-triângulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182.6.3 Partida om have Série-paralelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192.6.4 Partida om have ompensadora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192.6.5 Partida om reostatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202.6.6 Partida om bobinas de hoque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202.6.7 Partida em esquema Kusa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202.6.8 Partida de motores om rotor bobinado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202.6.9 Partida om Soft-Starts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202.6.10 Partida om Inversores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203 Contatos 223.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223.2 Tipos de ontato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223.2.1 Contato NA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223.2.2 Contato NF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233.2.3 Contato omutador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233.3 Atuação de ontatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233.3.1 Atuação manual geral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233.3.2 Atuação manual por pressão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243.3.3 Atuação manual por rotação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243.3.4 Atuação manual de ontatos por so o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242

3.3.5 Atuação manual por have . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243.3.6 Atuação manual por bás ulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253.3.7 Atuação manual por puxada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253.3.8 Atuação manual por pedal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253.3.9 Atuação pela máquina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253.3.10 Atuação por pro esso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263.3.11 Atuação por roldana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263.3.12 Atuação eletrome âni a em geral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263.3.13 Atuação por sobre arga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273.4 A oplamento me âni o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273.4.1 A oplamento direto (ou sem retenção) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273.4.2 A oplamento om retenção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283.4.3 A oplamento om trava . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283.4.4 A oplamento om retardo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293.5 Lógi a de ontatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293.5.1 Função AND . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303.5.2 Função OR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303.5.3 Função NOT, inversão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313.5.4 Função NOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313.5.5 Função NAND . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313.5.6 Função OR-ex lusiva (XOR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323.5.7 Função XNOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334 Contatores 344.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344.2 Contato de ontatores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344.3 Selar ontatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344.4 Travar ontatores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364.5 Referên ia de ontatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384.6 Diagrama de seqüên ia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394.7 Blo os aditivos de Contatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415 Dispositivos de proteção 425.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425.2 Fusíveis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435.3 Relé térmi o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435.4 Guarda-Motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445.5 Fusíveis de fusão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456 Comandos Elétri os 476.1 Comandos de partida direta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476.1.1 Partida de motores monofási os . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476.1.2 Partida de motores trifási os . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486.2 Comandos de partida direta om reversão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486.2.1 Comando de reversão para motores monofási os . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486.2.2 Reversão de motores trifási os . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486.3 Comando de duas velo idades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 506.3.1 Comando de reversão para duas velo idades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 516.4 Comando de partida suave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 516.4.1 Partida Estrela-triângulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 516.4.2 Comando de reversão om partida estrela�triângulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536.4.3 Comando de partida série paralelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 546.4.4 Comando de partida om autotransformador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 556.5 Comando de freio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 566.5.1 freio por ontra orrente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 566.5.2 Motor freio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 566.6 Comandos seqüên iais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 586.6.1 omando para um onsumidor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583

6.6.2 Comando para três onsumidores (primeiro tipo) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 596.6.3 Comando para três onsumidores (segundo tipo) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606.7 Comandos ontrolados por tempo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 616.7.1 Comando para três onsumidores(ter eiro tipo) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 616.7.2 Comando para três onsumidores (quarto tipo) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

4

Capítulo 1Revisão Teóri a1.1 IntroduçãoO que é um omando elétri o?Comandos elétri os são dispositivos elétri os ou eletr�ni os usados para a ionar motores elétri os, omo tambémoutros equipamentos elétri os. São ompostos de uma variedade de peças e elementos omo: ontatores, botoeiras,temporizadores, relés térmi os, fusíveis, disjuntores, entre outros.Uma grande parte das máquinas em o� inas e na indústria são a ionadas por motores elétri os. Para manejar essasmáquinas são ne essários dispositivos que permitem um ontrole sobre os mesmos. Esses dispositivos de ontrole são,nos asos mais simples, interruptores, hamados também de haves manuais.Para motores de maior potên ia e para máquinas omplexas usam-se dispositivos de omandos elétri os, também hamados de haves magnéti as ou haves automáti as.Os omandos elétri os permitem um ontrole sobre o fun ionamento das máquinas, evitando, ao mesmo tempo,manejo inadequado pelo usuário e, além disso, dispõem de me anismo de proteção para a máquina e para o usuário.Melhoram o onforto para manejar máquinas, usando simples botões. Permitem também o ontrole remoto dasmáquinas.Por meio dos omandos elétri os se elimina a omutação manual de linhas de alimentação de motores e argas dealta potên ia por meio de interruptores de grandes dimensões.Essa apostila destina-se em mostrar os on eitos preliminares dos omandos elétri os, os prin ipais tipos de ligaçõesexistentes, bem omo possibilitar ao aluno a ompreensão e o desenvolvimento de novos esquemas que poderam surgirdurante a vida estudantil e pro�ssional. Serão apresentados alguns on eitos bási os sobre eletri idade, a�m de revisão,ne essários a ompreensão do assunto.1.2 Teoria Bási a1.2.1 Corrente ontínuaDe�nimos orrente ontínua omo: orrente elétri a uja intensidade é onstante ou varia muito pou o, nun a inver-tendo o sentido (Sigla: CC em português e DC em inglês). Na �g. 1.1 são mostrados exemplos de orrente ontínua.Nas �gs. 1.1( )�(e), os valores de orrente e\ou tensão são dados pelo o valor médio (Idc), omo mostrado naspróprias �guras. Em ir uitos elétri os que têm esse tipo de omportamento, ditos ir uitos de orrente ontínua, osefeitos de reatân ia de equipamentos (indutores e apa itores) limitam-se aos momentos de ligar ou desligar a energia(transitórios). Tais efeitos não serão abordados nesse material.A potên ia e o trabalho em ir uitos de orrente ontínua podem ser fa ilmente veri� ados, omo será men ionadomais adiante.1.2.2 Corrente alternadaDe�nimos orrente alternada omo: orrente elétri a uja intensidade e sentido variam periodi amente om o tempo.(Sigla: CA em português e AC em inglês). Na Fig. 1.2 têm-se dois exemplos de orrente alternada.Em ir uitos CA, a reatân ia de equipamentos provo a uma mudança na maneira de se veri� ar a potên ia, omoserá men ionado adiante. Em ir uitos CA não há omponentes CC, pois o valor médio da orrente e da tensão é nulo.A ara terização de orrentes e tensões são feitas através da freqüên ia, valor de pi o (valor máximo, ou amplitude).No sistema elétri o, a forma da orrente CA adotada é a senoidal (Fig. 1.2(a)), desse modo, as expli ações feitas daqui5

I(A)

T0

I =p Idc(a)I(A)

T0

I =p Idc(b)I(A)

T0

Ip2I =dc

Ip2

2Ip1

Ip1+( )I(A)

T0

IpI =dc

Ip

p(d)I(A)

T0

IpI =dc

2Ipp(e)Figura 1.1: Exemplos de orrente ontínua: (a) onstante positiva, (b) onstante negativa, ( ) triangular de médiapositiva, (d) meia ponte, (e) ponte ompleta.

T

I(A)

Ip

-Ip (a) T

I(A)

Ip

-Ip (b)Figura 1.2: Exemplos de orrente alternada: (a) senoidal, (b) triangular.por diante serão relativas a esse tipo de forma, e o asionalmente serão também possíveis de se apli ar a outros tiposde formas. A expli ação do porquê da adoção do sinal senoidal foge ao es opo desse material.Freqüên iaA orrente (entenda-se orrente e\ou tensão) alternada tro a periodi amente a polaridade onforme a função matemá-ti a do seno. Cada período ontém a parte positiva e a parte negativa da urva senoidal.A freqüên ia (f) da orrente alternada indi a o número de períodos que há em um segundo. No Brasil, a orrenteda rede de energia elétri a tem 60 i los por segundo. A unidade físi a da freqüên ia no SI é o Hertz (Hz), antigamente hamada apenas de i los por segundo (pou o utilizada hoje em dia, mas ainda é válida). Fala-se somente 60 Hz omofreqüên ia de rede.O período (T) de um i lo da orrente alternada e a freqüên ia são rela ionados onforme a Eq. 1.1.f =

1

T(1.1)onde: f: freqüên ia em (Hz).T: tempo de um i lo em segundos (s).Essa relação mostra que, quanto maior a freqüên ia, menor será o período de um i lo.Valor e� azO valor e� az, também onhe ido omo valor rms, orresponde ao valor da orrente ontínua que dissipa, no mesmointervalo de tempo, a mesma quantidade de energia num resistor elétri o. Ao ligar um resistor por 5 minutos a um6

fonte alternada de 12 Vef , ele dissipará a mesma energia se fosse ligado, durante o memo tempo, a uma fonte de orrente ontínua de 12 Vdc.A potên ia é al ulada através dos valores e� azes da orrente e da tensão. Todos os medidores de tensão e orrente omuns mostram valores e� azes. Portanto, podemos multipli ar esses valores diretamente para obtermos a potên ia.Valor máximoO valor máximo (valor de pi o) é atingido por duas vezes durante ada i lo, um no extremo positivo e o outro noextremo negativo. A relação entre o valor máximo e o valor e� az é mostrada na Eq. 1.2.Vp = Vef

√2 (1.2)onde: Vp : valor de pi o, máximo ou amplitude.

Vef : valor e� az.Essa mesma relação é utilizada para a orrente elétri a (apli ável somente para sinais senoidais).Potên ia elétri aA potên ia de um equipamento representa a apa idade que ele tem para realizar trabalho em um determinado tempo.Nos equipamentos elétri os há geralmente uma indi ação de potên ia. Essa indi ação revela somente a potên ianominal (Pn) do equipamento, ou seja a potên ia de trabalho para o qual o equipamento foi projetado, porém, apotên ia realmente absorvida depende das ir unstân ias do uso.Uma bomba d'água, por exemplo, tem o valor da potên ia determinado pela altura em que deverá impulsionara água. Para poder determinar o valor real da potên ia utilizada deve-se fazer uso do medidor de potên ia elétri a(wattímetro).No SI a unidade de medida da potên ia é o watt (w), porém outras unidades são freqüêntemente utilizadas omer ialmente, uma delas é o avalo-vapor ( v) e a outra é o horse-power (HP), tais unidades são utilizadas aindadevido a sua fa ilidade de impressão nas pla as de motores, e pela familiaridade dos té ni os e engenheiros. As relaçõesentre watt e v e hp são dadas nas Eqs. (1.3)�(1.4).Pw = 735, 5Pcv (1.3)Pw = 745, 7PHP (1.4)onde: Pw : potên ia em watts.

Pcv : potên ia em avalo-vapor.PHP : potên ia em horse-power.Potên ia em ir uitos de orrente ontínua⇒ A potên ia elétri a de qualquer equipamento de orrente ontínuapode ser veri� ado pelo on eito de potên ia, através da multipli ação da tensão pela orrente do equipamento. NaEq. 1.5 é mostrado a relação matemáti a que a des reve.

P = UI (1.5)onde: P : potên ia em watts (W).U : tensão em volts (V).I : orrente em amperes (A).Potên ia em ir uitos de orrente alternada⇒ Já em ir uitos de orrente alternada têm-se três tipos de potên ia.O produto da orrente pela tensão nos dá o valor da potên ia aparente, representada pela letra (S), tal omo é mostradona Eq. 1.6.

S = UI (1.6)onde: S : potên ia aparente em Volts-Ampére (VA).U : tensão em volts (V).I : orrente em amperes (A).As outras duas formas de potên ia en ontrada são: potên ia ativa e potên ia reativa. O triângulo mostrado na Fig. 1.3é onhe ido omo triângulo de potên ia, e é por meio dele que é eviden iado a relação entre as três potên ias a.Nas Eqs. (1.7)�(1.9) são mostradas tais relações:

S2 = P 2 + Q2 (1.7)7

S

P

Q

jFigura 1.3: Triângulo de potên ia.P = S cosϕ (1.8)Q = S sin ϕ (1.9)onde: S : potên ia aparente em Volt-Ampere (VA).

P : potên ia ativa (W).Q : potên ia reativa (var).cosϕ: fator de potên ia, sigla FP.

• Potên ia Ativa⇒ é a par ela de potên ia que é transferida da fonte para a arga pela rede alimentadora, isto é,a que é realmente transformada em trabalho no equipamento;• Potên ia Reativa⇒ os ila entre a reatân ia do equipamento e a rede alimentadora sem efetuar trabalho algum.Emmotores elétri os ela atua suprindo o ampo magnéti o do estator, mas logo após, devido a tro a de polaridadeda orrente alternada, o ampo magnéti o de airá e a potên ia reativa será devolvida à fonte de energia (redealimentadora);• Fator de Potên ia⇒ indi a a relação quantitativa entre a potên ia reativa e ativa presente no sistema, varia entre0 e 1. Um baixo fator de potên ia indi a uma forte presença de reativos (potên ia reativa) no sistema, e o valormáximo 1 indi a que toda potên ia transferida é usada para à realização de trabalho, ou seja, só há potên iaativa;O valor do fator de potên ia (FP) deve-se ser indi ado pelo fabri ante do equipamento. O fator de potên ia tambémdepende do grau de arregamento dos motores. Por isso, são indi ados freqüentemente os fatores de potên ia paradiferentes graus de arregamento (50%, 75%, 100%). O grau de arregamento indi a o per entual da potên ia nominal(PN ) em que o motor está arregado. Se um motor de 2 kW estiver onsumindo apenas 1 kW, o grau de arregamentodele será de 50%.RendimentoQualquer equipamento elétri o transforma energia elétri a em outras formas de energia. Uma lâmpada transformaeletri idade em luz, um motor elétri o transforma em movimento. Todos os tipos de equipamento têm em omum atransformação de energia elétri a não apenas na forma desejada de energia, omo luz e movimento, mas também em alor devido ao efeito Joule e ao atrito. O alor ausado por esses dois efeitos (existem outros efeitos que ausamperdas de potên ia, porém estão além do es opo desse material) ausa o aque imento inadequado dos equipamentos edo ambiente.O rendimento η (pronun ia-se éta) rela iona a par ela de potên ia que realmente é utilizada om a potên ia queé forne ida. Quanto maior o rendimento melhor será o aproveitamento da energia pelo equipamento. A Eq. (1.10)mostra a relação do rendimento om as potên ias forne ida e utilizada:

η =Putilizada

Pfornecida

(1.10)onde: η : rendimento (adimensional) ou per entual.Putilizada : potên ia que é transformada em trabalho (W).Pfornecida : potên ia que a fonte forne e (W).A potên ia forne ida em um sistema real sempre é maior do que a potên ia utilizada, porém em exer í ios teóri osé possível onsiderar η = 1. 8

T

V(V)

Vp

-Vp

a b c

180º

120º60º 360º

Figura 1.4: Representação senoidal do sistema trifási o .1.2.3 Cir uitos trifási os de orrente alternadaCir uitos trifási os são ir uitos que possuém três fases de mesmo valor e� az e defasados de 120o, onforme é mostradona Fig. 1.4.Há três ondutores om fase (a, b, ) e mais um ondutor neutro, que pode estar ou não presente em determinadosequipamentos. A tensão entre ada uma dessas fases e o ondutor neutro é igual à tensão entre o ondutor fase e oneutro no sistema monofási o. Trabalhar em um esquema monofási o signi� a utilizar apenas uma fase do sistematrifási o.Já a tensão entre duas fases de um sistema trifási o equilibrado tem um valor diferente ao valor entre fase-neutro,o valor fase-fase é dado pela Eq. (1.11).VRS = VRN

√3 (1.11)onde: VRS : tensão fase-fase.

VRN : tensão fase-neutro.A tensão fase-fase é omumente hamada de tensão de linha (Vl), e a tensão fase-neutro de tensão de fase (Vf ).Observe ainda que os subíndi es da Eq. (1.11) podem alterar de a ordo om a nome latura a ser usada, desde que semantenha a tensão de linha no membro esquerdo e a tensão de fase no membro direito. A Eq. (1.11) também podeser utilizada para a orrente, bastando tro ar o V por I.Fasorialmente o sistema trifási o é representado onforme mostrado na Fig. 1.5, onde V̂a é a tensão de fase e V̂ab éa tensão de linha (semelhantemente o orre para os subindi es b e ).a

bc

0

120º

120º120º

abV

bcV

caV^^

^

aV^

bV^

cV^

Figura 1.5: Representação fasorial do sistema trifási o .A potên ia total de um sistema trifási o é dado pela soma das potên ias de ada fase, assim:St = VaIa + VbIb + VcIc (1.12)Onde St é a potên ia aparente total. Se o sistema está equilibrado, os valores de tensão e de orrente são os mesmospara ada uma das fases, resultando em:

St = 3VfIf (1.13)Pode-se es rever a Eq. (1.13) na forma de tensões e orrente de linha, através da substituição da Eq. (1.11) em (1.13):St =

√3VlIl (1.14)9

E as potên ias ativa e reativa são es ritas na forma:Pt =

√3VlIl cosϕ = 3VfIf cosϕ (1.15)

Qt =√

3VlIl sinϕ = 3VfIf sin ϕ (1.16)No sistema trifási os há duas formas distintas de se fazer a onexão, ou liga-se em delta (∆) ou em estrela (Y).Na ligação em delta a tensão de fase é igual a tensão de linha, e a orrente de linha é dada por (1.11). Na onexãoem estrela, a tensão de linha é dada por (1.11), enquanto a orrente de linha é igual a orrente de fase. Na Fig. 1.6 émostrado o esquema dessas duas ligações.4

65

L1

L2L3

4

5

1

2 3(a) Y6

L1

L2L3

4

5

1

2

3(b) ∆Figura 1.6: Esquemas de ligação de arga em sistemas trifási os.Os tipos de ligações de um motor trifási o estão diretamente rela ionados ao número de terminais dos enrolamentosestatóri os. Os terminais do estator de um motor de indução estão geralmente disponíveis em uma aixa de ligaçõesna parte lateral do motor, e são odi� ados por números ou por letras.Na odi� ação (isto é, na identi� ação) dos terminais feita através de letras, há uma orrespondên ia om aidenti� ação feita por números. Esta orrespondên ia é a seguinte:1 ⇔ u2 ⇔ v3 ⇔ w4 ⇔ x5 ⇔ y6 ⇔ z

10

Capítulo 2Motores Elétri os2.1 IntroduçãoExiste uma variedade muito grande de motores elétri os. Em primeiro plano, diferen iados pelo tipo de energia parao qual são onstruidos. Portanto, há motores de orrente ontínua (CC) e motores de orrente alternada (CA). Agrande maioria de apli ações de omandos elétri os está em onjunto om motores de CA, visto que a rede de energiaelétri a já é de CA.Os motores de CA são lassi� ados em assín ronos (indução) e sín ronos. Na grande maioria onsta-se que o motorde indução é o mais utilizado, e desde modo, este será o úni o a ser abordado nessa apostila.2.2 Cara terísti as da pla a de identi� açãoPara fazer a instalação de qualquer tipo de motor, os fabri antes disponibilizam uma pla a de identi� ação (Fig. 2.1),que vem olada no motor e que ontém além do nome do fabri ante, as ara terísti as nominais da máquina.2

20

V

L1 L2 L3

11 12 105 6 4

8 9 72 3 1 3

80

V

L1 L2 L3

11 12 105 6 4

8 9 72 3 1

L1 L2 L3

11 12 105 6 4

8 9 72 3 14

40

V

L1 L2 L3

11 12 105 6 4

8 9 72 3 1

ONLY START / SOMENTE PARTIDA

6205-ZZ6204-ZZ

A BASE DE LÍTIO kg

PNCEEREND%= 85.5%COS =j 0.81INMETRO

ALTORENDIMENTO NBR7094NBR7094

MOTOR DE INDUÇÃO GAIOLAINDUCTION MOTOR GAGE Hz 60 CAT N

Hz (HP - cv) 2.2(3.0) minRPM

1730FSS 1.15 ISOL

INSL B T KD IP/In 6.7 IP55

8.40/ 4.86/ 4.20 A220/380/440 VREGDUTY S1 MAX AMB ALT m

76

0V

Figura 2.1: Exemplo de pla a de identi� ação demotores.

Deve-se, então, interpretar orretamente os dados de pla a deum motor para instalá-lo adequadamente. Os valores apresenta-dos na pla a estão sujeitos às normas té ni as que padronizamas abreviações e símbolos, e também estabele em de uma sómaneira o signi� ado e os limites de validade dos valores nelaindi ados. Geralmente, os motores são fabri ados de forma aatender as espe i� ações das normas brasileiras da ABNT (As-so iação Brasileira de Normas Té ni as) e das normas interna- ionais da IEC (International Ele trote hni al Comission).Freqüên ia: É a freqüên ia de alimentação do motor, emHertz (Hz), que, em geral é igual a frequên ia da redede alimentação.Potên ia nominal: É o valor nominal da potên ia ativa (istoé, utilizada) do motor, em v, HP, ou em kW.Velo idade nominal: É a velo idade de sin ronismo (ou sín- rona) om a do ampo magnéti o, em rpm (rotações porminuto).Tensão(ões) nominal(is): É(são) a(s) tensão(ões), em volts(V), que o motor pode re eber, para fun ionar adequada-mente, onforme a forma que forem feitas as ligações deseus enrolamentos.Corrente(s) nominal(is): É(são) a(s) orrente(s), emampére (A), em que o motor pode operar, onforme aforma que forem feitas as ligações de seus enrolamentos.Fator de Serviço (F.S): É o fator que, apli ado à potên ia nominal, indi a a sobre arga permissível que pode serapli ada ontinuamente ao motor sob ondições espe i� adas. Exemplo: se F.S = 1,15, signi� a que que o motor11

suporta ontinuamente 15% de sobre arga a ima de sua potên ia nominal. O fator de serviço é uma apa idadede sobre arga ontínua, isto é, uma reserva de potên ia que dá ao motor ondições de fun ionamento em situaçõesdesfavoráveis.Regime de serviço (REG. S.) É o grau de regularidade da arga (me âni a) a que o motor pode ser submetido. Anorma brasileira NBR 7094 (da ABNT) padroniza 10 (dez) diferentes tipos de regime de serviço. Obviamente, elesnão traduzem todas as situações reais en ontradas na práti a, por isso, uma situação real deve ser aproximadaa uma das situações padronizadas que seja mais severa que a situação real. Normalmente, os motores sãoprojetados para um regime ontínuo, isto é, arga onstante atuando por um tempo inde�nido, igual à potên ianominal do motor. Este regime é lassi� ado omo regime ontínuo (S1). A Tabela 2.1 mostra os demais regimesde serviço aos quais se fez menção no iní io deste parágrafo.S2 Regime de tempo limitadoS3 Regime intermitente periódi oS4 Regime intermitente periódi o om partidaS5 Regime intermitente periódi o om frenagem elétri aS6 Regime de fun ionamento ontínuo periódi o om arga intermitenteS7 Regime de fun ionamento ontínuo periódi o om arga intermitenteS8 Regime de fun ionamento ontínuo periódi o om mudanças de arga e velo idadeS9 Regime om variações não periódi as de arga e velo idadeS10 Regime om argas onstantes e distintasTabela 2.1: Regime de serviço para motores de indução.Classe de isolamento (ISOL.) Representa o limite máximo de temperatura que o enrolamento do motor podesuportar ontinuamente sem que haja redução de sua vida útil. As prin ipais lasses de isolamento são: ClasseA 105◦C; Classe E 120◦C; Classe B 130◦C; Classe F 155◦C; Classe H 180◦C, onforme mostrado na Fig. 2.2.Pela norma, motores para apli ação normal são instalados em temperaturas ambientes máximas de 40◦C. A imadisso, as ondições de trabalho são onsideradas espe iais. A temperatura máxima nas ranhuras do motor deveser a admitida pela lasse, subtraída a temperatura ambiente. Além disso, a temperatura nun a é uniformeno enrolamento. A norma onsidera uma diferença entre a temperatura média do enrolamento e o ponto detemperatura máxima para ada lasse de isolamento. Para as lasses B e F esse valor é de 10◦C e para a lasseH 15◦C. As lasses B, F são as mais omuns para motores de apli ação normal.

Figura 2.2: Classe de isolamento.Relação entre a orrente de partida e a orrente nominal de serviço (Ip/In) Durante a partida, o motorexige do sistema elétri o um orrente maior do que a sua orrente nominal de serviço. É devido a essa alta orrente de partida que se desenvolveu, e ainda se desenvolve, métodos de partida de motores de indução om orrente menores.O problema da alta orrente na partida é que ela pode o asionar sobre arga nos transformadores de alimentaçãoda rede, deve-se portanto evitar a partida de vários motores ao mesmo tempo, a menos que a apli ação exija. Arelação (Ip/In) indi a quantas vezes a orrente de partida é maior do que a orrente nominal.12

Categoria (CAT.) É a lassi� ação do motor, segundo a norma brasileira NBR 7094, onforme suas ara terísti asde onjugado em relação à velo idade e à orrente de partida. Portanto, os motores de indução om rotor emgaiola, onforme esta lassi� ação, podem ser de:Categoria N: onjugado de partida normal, orrente de partida normal e baixo es orregamento. A maior partedos motores de indução en ontrados no mer ado enquadra-se nesta ategoria. É utilizado para a ionamentode argas normais om baixo onjugado de partida omo: bombas, máquinas operatrizes, et .Categoria NY: possui as mesmas ara terísti as anteriores, mas tem a previsão de uma partida estrela-triângulo, pela qual há uma redução de tensão nos enrolamentos do motor durante esta partida. O motorentão parte em ligação Y (estrela), logo, om uma redução de 58% da tensão nominal. Após erto tempo,a ligação é onvertida em triângulo (∆), assumindo a tensão nominal. A partida (ou melhor, have departida) estrela-triângulo produz uma redução na orrente de partida de er a de 33% do seu valor.Categoria H: onjugado de partida alto, orrente de partida normal e baixo es orregamento. Utilizado para argas que exigem maior onjugado de partida, omo: transportadores arregados, moinhos, et .Categoria HY: possui as mesmas ara terísti as anteriores, porém tem previsão de uma partida estrela-triângulo.Categoria D: onjugado de partida alto, orrente de partida normal e alto es orregamento (es orregamento:s > 5%). Utilizado em prensas e máquinas semelhantes, em que a arga apresenta pi os periódi os, e emelevadores onde a arga ne essita de alto onjugado de partida.Na Fig. 2.3 é mostrado as urvas ara terísti as onjugado x rotação para as três ategorias N, H e D.10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

% da velocidade

50

100

150

200

250

300“D”

“H”

“N”

% d

o c

onju

gad

o n

om

inal

Figura 2.3: Curvas de onjugado x rotaçãoGrau de proteção de motores (Ip) A ar aça faz o papel do invólu ro de proteção do motor, isto, do onjuntoestator-rotor. A exigên ia do grau de Proteção Intrínse a (Intrinsi Prote tion, em inglês = proteção própriado dispositivo) depende diretamente do ambiente no qual o motor é instalado. Um motor instalado ao tempo,sujeito a sol e huva, deve exigir um grau de proteção superior a um motor instalado no interior de uma salalimpa e se a.Os ambientes onsiderados agressivos para motores são aqueles om presença de pó, poeira, �bras, parti ulados,ambientes molhados (ou sujeitos a jatos de água). A ar aça, omo invólu ro, deve ofere er e� az proteção aomotor no meio em que ele opera.A norma brasileira NBR 6146 estabele e diversos graus de proteção para os invólu ros elétri os. Em geral, o graude proteção dos motores elétri os é normalmente expresso em 2 (dois) dígitos: o primeiro indi a proteção ontra orpos sólidos, e o segundo dígito indi a proteção ontra água. Os motores de indução trifási os totalmentefe hados para apli ação normal são fabri ados, normalmente, om os seguintes graus de proteção:IP54: O primeiro dígito, que é 5, indi a proteção ontra poeira prejudi ial ao motor, ao passo que o segundodígito, 4, indi a proteção ontra projeções de água de qualquer direção. Então, a proteção intrínse a IP54indi a proteção ompleta ontra toque e ontra a úmulo de poeiras no ivas, bem omo ontra respingos deágua de todas as direções. São motores utilizados em ambientes muito empoeirados.IP55: o primeiro dígito, 5, indi a o mesmo tipo de proteção do grau de proteção IP54 a ima mostrado, enquantoo segundo dígito, que é um 5, indi a proteção ontra jatos de água de qualquer direção. Então, a proteçãointrínse a IP55 indi a proteção ompleta ontra toque e a úmulo de poeiras no ivas, bem omo ontrajatos de água em todas as direções. São utilizados nos asos em que os motores são parte de onjuntos deequipamentos que são lavados periodi amente om mangueiras de água.13

IP(W)55: idênti o ao IP55, porém são motores, além da proteção IP55, protegidos ontra intempéries, huvae maresia. São utilizados ao ar livre. Também denominados de motor de uso naval. Os motores de induçãotrifási os abertos para apli ação normal são fabri ados, quase sempre, om grau de proteção IP21. Sãoprotegidos ontra toque om os dedos e ontra orpos estranhos sólidos om dimensão a ima de 12 mm(1o. dígito: 2). Também apresentam proteção ontra pingos na verti al (2o. dígito: 1). A norma brasileiraNBR 5410 onsidera que os motores para apli ações normais devem operar adequadamente em temperaturaambiente de até 40◦C, e em altitudes de até 1000 m.De forma geral, o grau de proteção da máquina é identi� ado onforme mostrado na Fig. 2.4, os algarismos sãode odi� ados segundo é mostrado na Tab. 2.2. Já as letras são identi� adas da seguinte forma:

Figura 2.4: Nomen latura do grau de proteção.1o Algarismo 2o Algarismo0 � máquina aberta 0 � máquina aberta1 � sólidos ≥ 50 mm 1 � pingos verti ais2 � sólidos ≥ 12 mm 2 � pingos de 15o3 � sólidos ≥ 2, 5 mm 3 � pingos de 60o4 � sólidos ≥ 1, 0 mm 4 � pingos/respingos de qualquer direção5 � proteção ontra pó 5 � jatos d'água moderados6 � blindagem ontra pó 6 � játos d'água potentes7 � sujeito à imersão8 � sujeito à submersãoTabela 2.2: Algarismos de de�nição do grau de proteção.IntermediáriasW: utilizada para ondições atmosféri as espe í� as, segundo um a ordo entre o fabri ante e o usuário. Comu-mente utilizada para designar �máquinas a prova do tempo�, IPW23 . IPW24, ou IPW55.R: Utilizada espe i� amente para designar máquinas om ventilação através de dutos (IPR23 ou IPR44). Estaletra não está padronizada na ABNT NBR6146.�naisS: indi a que a máquina deve resistir ao ensaio de penetração de água em ondições estáti as.M: idem a S em fun ionamento.2.3 Motores de indução monofási oOs motores de CA monofási os são empregados om freqüên ia em instalações domésti as (bomba d'água, ventilado-res), omo propulsão de máquinas em o� inas pequenas e também omo, bombas entrífugas, trituradores, ompres-sores, moinhos, elevadores, transportadoras, entre outros.De forma geral, não é re omendado empregar motores monofási os maiores de 3 CV, porque há ris o de desbalan- eamento a entuado em uma das fases do sistema trifási o. Por outro lado, motores monofási os e onomizam o ustode ligação, e são largamente utilizados em eletrodomésti os, onde também se en ontra o uso de motores CC. Algumasdas desvantagens do motor monofási o em relação ao trifási o são:14

• Preço de aquisição maior do que um motor trifási o de mesma potên ia;• O motor monofási o ne essita de maiores uidados de manutenção;• Um motor monofási o al ança apenas 60% a 70% da potên ia do motor trifási o do mesmo tamanho;• Motores monofási os apresentam rendimento e fator de potên ia menores;• Não é possível inverter diretamente o sentido de rotação de motores monofási os;Em seguida é apresentado os três tipos de motores monofási os omumente en ontrados.2.3.1 Esquema(s) simpli� ado(s) de ligação do motorA pla a de identi� ação do motor também mostra o(s) esquema(s) simpli� ado(s) da(s) ligação(ões) possível(is) quepodem ser feitas no motor em questão. Um exemplo é mostrado no modelo de pla a de identi� ação do motor mostradana Fig. 2.1 anterior.2.3.2 Motor monofási o om dois terminaisEste tipo de motor é destinado a apenas um valor de tensão. O motor não pode ser adaptado a diferentes valores detensão. Consequentemente, a tensão indi ada na pla a do motor tem que ser de mesmo valor da tensão de alimentação.Não é possível inverter o sentido de rotação desse tipo de motor. Ele tem dois terminais, aos quais são ligados os ondutores de fase (L1) e neutro (N), tro ar fase e neutro não terá efeito algum. Na Fig. 2.5 é mostrado o esquemadesse tipo de motor.

1

MFigura 2.5: Motor monofási o de dois terminais.2.3.3 Motor monofási o om quatro terminaisEste tipo de motor tem o enrolamento dividido em duas bobinas iguais. Isto torna possível a adaptação do motor adois valores de tensão, denominados de tensão maior e tensão menor. O valor da tensão maior é sempre igual a duasvezes o valor da tensão menor. Os valores mais omuns são 220 V para a tensão maior e 110 V para a tensão menor.Também nesse tipo de motor não é possível inverter o sentido de rotação. A Fig. 2.6(a) mostra o esquema desse tipode motor.1

M

1 2 3 4

(a) 1 2 3 4

L1 N(b) Tensão maior 1 23 4

L1 N( ) Tensão menorFigura 2.6: Motor monofási o de quatro terminais.E na Fig. 2.6(b), é mostrado o modo de ligação quando se utiliza a tensão maior, onde as bobinas são ligadasem série (1 e 2 são os terminais da bobina A, e 3 e 4 os terminais da bobina B); na segunda ligação, Fig. 2.6( ), orrespondente a tensão menor, as duas bobinas são ligadas em paralelo.2.3.4 Motor monofási o om seis terminaisEste tipo de motor monofási o ofere e a possibilidade de ser adaptado a dois valores de tensão, omo o motor dequatro terminais, e além disso, é possível inverter o sentido de rotação. Vale salientar que o sentido de rotação nãopode ser invertido quando o motor já estiver em fun ionamento. É pre iso desligar o motor, esperar que ele pare, e15

1

M

2 3 4 51 6

(a) 1 2 3 4

L1 N

5 6(b) Tensão MaiorRot. normal 1 2 3 4

L1 N

5 6( ) Tensão MaiorRot. invertida 1 2 3 4

L1 N

5 6(d) Tensão MenorRot. normal 1 2 3 4

L1 N

5 6(e) Tensão MenorRot. invertidaFigura 2.7: Motor monofási o de seis terminais.só após ele se en ontrar em repouso é possível inverter a rotação. Na Fig. 2.7(a) é mostrado o esquema desse motor,eviden iando os seus seis terminais.Os terminais 1 até 4 são one tados as duas bobinas de mesmo tamanho, igualmente omo o motor de quatroterminais. Os terminais 5 e 6 são ligados à parte para do motor que determina o sentido de rotação. Para invertê-lo,basta inverter a ligação dos terminais 5 e 6.A adaptação do motor à tensão maior (geralmente 220V) é realizada omo des rito anteriormente no motor dequatro terminais. Na Fig. 2.7(b) é mostrado o esquema de ligação para a tensão maior, para inverter o sentido derotação, tro a-se as onexões dos terminais 5 e 6, onforme é mostrado na Fig. 2.7( ). Para exe utar a ligação om atensão menor, deve-se fazer as onexões mostradas na Figs. 2.7(d) e (e).2.4 Motores assín ronos trifási os2.4.1 IntroduçãoMotores assín ronos trifási os representam o tipo de motor elétri o mais usado em onjunto om omandos elétri os(eletrome âni os), pois são baratos, roubustos e o sentido de rotação pode ser invertido fa ilmente. Além disso, eles sãoalimentados igualmente por todas as três fase do sistema elétri o, desse modo, não ausam desequilibrio no sistema,podendo-se trabalhar om potên ias elevadas. Os motores assín ronos são mais onhe idos omo motores de indução.Há dois tipos de rotores nesse tipo de motores. O mais omum é sem dúvida o rotor tipo gaiola de esquilo, onhe idotambém omo rotor em urto- ir uito ou rotor gaiola. O segundo tipo é o rotor bobinado.2.4.2 Motor om rotor tipo gaiola de esquiloO rotor tipo gaiola é o mais robusto entre todos os tipos de rotores. Não exige o uso de es ovas nem de omutadores,o que evita muitos problemas rela ionados a desgaste e manutenção.A forma mais simples do motor om rotor tipo gaiola de esquilo apresenta um onjugado de partida relativamentebaixo e o pi o na orrente al ança até dez vezes o valor da orrente nominal do motor. Estes aspe tos podem sermelhorados par ialmente pela onstrução do próprio rotor, em espe ial, o tipo das barras, que formam a gaiola, in�uinessas ara terísti as. Motores de melhor desempenho são equipados om rotores tipo gaiola de barras altas, barrasde unha ou barras duplas.2.4.3 Motor om rotor bobinadoO rotor bobinado tem um enrolamento omposto de três bobinas, semelhante ao estator do motor. Essas bobinas sãoligadas normalmente em estrela, om os três terminais livres one tados a anéis deslizantes no eixo do rotor. Estesanéis permitem, através de es ovas, a onexão de reostatos (resistores variáveis) no ir uito das bobinas do rotor paramanipular as ara terísti as de partida, omo por exemplo melhorar o onjugado de partida e diminuir o pi o de orrente na partida.Além de diferentes tipos de rotores, existem ainda vários tipos de enrolamentos nos estatores dos motores, om a�nalidade de obter mais de uma velo idade de regime para o mesmo motor.2.4.4 Motor tipo DahlanderO enrolamento tipo Dahlander é o preferido para motores de duas velo idades. Fala-se velo idade maior e menor.O número de rotações em velo idade menor orresponde sempre à metade do número de rotações em velo idademaior. O rendimento do motor em velo idade maior é melhor do que em velo idade menor. A potên ia do motor emvelo idade maior é 1,5 até 1,8 vezes maior do que em velo idade menor.16

O enrolamento tipo Dahlander onsiste de seis bobinas, que podem ser ombinadas de duas formas. O motorpossui seis terminais, omo o motor para uma velo idade, porém, não pode ser adaptado a duas tensões. Por isso, éimportante ler as pla as de motores om atenção para não onfundi-los.2.4.5 Motor om dois enrolamento separadosRealiza-se, através de dois enrolamentos separados, outras razões de velo idades em um só motor (por exemplo 1:3, 1:4,2:3, et .). Cada enrolamento é ligado para obter a respe tiva velo idade, deixando o segundo enrolamento desligadoe vi e-versa. Isto traz a desvantagem de que sempre apenas uma metade do motor está ativa, o que diminui o seurendimento.2.4.6 Motor para três e quatro velo idadesEm motores de três velo idades são unidos um enrolamento tipo Dahlander a um enrolamento separado. Para obterquatro velo idades unem-se dois enrolamentos tipo Dahlander separados em um só motor. A respeito das razões dasvelo idades e o rendimento vale o que foi dito anteriormente.2.5 Número de rotaçõesO número de rotações de motores assín ronos monofási os e trifási os dependem de três parâmetros:• Freqüên ia da rede;• Número de pólos dos motores;• Es orregamento;A freqüên ia da tensão na rede públi a é de 60 Hz, om pequeníssima variação. Para variar a velo idade de motoresatravés de variação da freqüên ia são ne essários equipamentos eletr�ni os omo por exemplo inversores de freqüên ia.O número de pólos rela iona-se om velo idade do ampo girante gerado.O es orregamento é um parâmetro, que determina o per entual de quanto o rotor �es orrega� em relação ao ampogirante, o es orregamento está rela ionado om o onjugado da máquina e om a arga que olo ada em seu eixo.A equação de ál ulo da velo idade do ampo girante (número de rotação por minuto rpm, pode também ser dadoem Hz) é mostrada na Eq. (2.1).

n =120f

p(2.1)Sendo: n: O número de rotações em rpm.f : A freqüên ia da rede em Hz.p: O número de pólos do motor.Observe que n não é a velo idade do rotor e sim a do ampo magnéti o, para determinar a velo idade do rotor épre iso onhe er o es orregamento do mesmo. Na Eq. (2.2) é mostrada a de�nição matemáti a do es orregamento1.

s(%) =ns − nr

ns

100(%) (2.2)Sendo: s : O es orregamento.ns: Velo idade do ampo girante.nr: Velo idade do rotor.Como o es orregamento normalmente está em torno de 2% a 4%, per ebe-se que a velo idade do rotor é próximada velo idade do ampo girante. Para o motor de indução não é possível girar na velo idade do ampo girante, tal omportamento só é permitido para o motor sín rono.O número de pólos é sempre um múltiplo de dois, devido ao fato da inseparabilidade dos pólos magnéti os, e omoa freqüên ia da rede é �xada em 60Hz, dispomos dos seguintes valores de rpm para o ampo girante:2 pólos → 3600 rpm4 pólos → 1800 rpm6 pólos → 1200 rpm8 pólos → 900 rpm10 pólos → 720 rpm1Note que o es orregamento é uma grandeza adimensional. 17

O emprego de motores om mais de 10 pólos não é muito freqüênte. A aquisição de motores om mais do que 8pólos já é feita por en omenda. Além disso, devido à produção em número pequeno, quanto maior o número de pólosde um motor, mais alto será o seu preço.2.5.1 Sentido de rotaçãoA inversão do sentido de rotação em motores trifási os pode ser fa ilmente obtida, para isto basta inverter a sequên iadas fases de alimentação, onforme é mostrado na Fig. 2.8, porém essa operação exige da rede elétri a um alto valorde orrente, uma vez que é invertido o ampo girante, e essa alta orrente pode vir a dani� ar o próprio motor, talpro edimento é totalmente desa onselhado em motores de potên ia elevadas.3

M

L1 L2 L3

(a) nor-mal 3

M

L1 L2 L3

(b) inver-tidoFigura 2.8: Esquema de ligação do motor de indução em relação ao sentido de rotação.A priore não é lara a determinação do sentido de rotação do motor (horário ou anti-horário), portanto, em asosonde o sentido errado de motores pode provo ar danos ou o não fun ionamento de máquinas, deve-se veri� ar o motorfora da máquina, por meio da energização do mesmo, qual o sentido de rotação.2.6 Esquemas de partidasUm dos momentos ríti os é a partida de motores elétri os. Os motores soli itam muito mais orrente no momentoda partida do que em serviço ontínuo. Isto hamamos de pi o de orrente no instante da partida. Se for uma partidasob arga, o pi o será maior do que se for em vazio, isto é, sem arga. Pode hegar até dez vezes do valor nominal.Essa alta orrente pode até disparar os dispositivos de proteção dos ir uitos e omandos. Além disso, arrega a redealimentadora de uma forma prejudi ial.Existem diferentes esquemas de partida para melhorar este quadro que serão apresentados em seguida. Todosos esquemas para partida suave têm em omum a redução da tensão alimentadora para as bobinas dos motores nomomento da partida.2.6.1 Partida diretaO esquema de partida direta é a forma mais simples de dar partida a um motor elétri o. As três fases são ligadasdiretamente no motor. Então o orrerá o pi o de orrente que foi des rito anteriormente. Do ponto de vista da máquinaelétri a, essa é a melhor partida que há, porém ela muito prejudi ial à rede elétri a.2.6.2 Partida estrela-triânguloAs on essionárias de energia elétri a permitem a partida direta de motores até uma potên ia de 5 v (3,7kW). Porisso, os fabri antes forne em motores de maior potên ia om enrolamentos para 380/660V. Esta é a ondição parapoder realizar um esquema de partida estrela-triângulo em redes de 380 V entre fases. Motores de potên ia menorpossuem freqüêntemente enrolamentos para 220/380V. Isso impede a apli ação de partida estrela-triângulo, pois estesmotores devem ser sempre ligados em estrelas, aso a rede seja de 380V de tensão de linha.No Brasil há ainda grandes áreas onde a tensão de fase é 110V. A tensão orrenspondente de linha é de 190V.Nesse aso pode-se usar o motor 220/380V.No esquema de partida estrela-triângulo liga-se o motor em duas etapas. Na primeira etapa será ligado em estrela,assim os 380V de linha dividem-se sempre entre duas bobinas (ver Fig. 1.6(a) na página 10), reduzindo a tensão em ada uma, e a orrente em � a em torno de 50% menor.Assim que o motor al ançar a sua velo idade em regime, será ligado em esquema triângulo. Dessa forma, as bobinasserão ligadas diretamente às fases e re eberão sua tensão nominal. Isso faz om que o motor disponha de sua potên iatotal. 18

1 2 3

7 8 9

4 5 6

10 11 12

11

3

58 2

10

7

4

112

9

6440 V

440 V(a) Triângulo-série

1 2 3

7 8 9

4 5 6

10 11 12

3

11

5

8

2

10

74

1

12

9

6

220 V

220 V(b) Triângulo-paralelo

1 2 3

7 8 9

4 5 6

10 11 12

10

74

1 3

12

9

6

11 5

8 2

380 V

380 V( ) Estrela-paralelo

1 2 3

7 8 9

4 5 6

10 11 12

11

5

8

2

10

74

1 3

12

96

760 V

760 V

(d) Estrela-sérieFigura 2.9: Esquemas de ligação série-paralelo.2.6.3 Partida om have Série-paraleloAs haves de partida série-paralelo são utilizados para redução de orrente de partida de motores elétri o, quando omotor admite ligações em quatro níveis de tensão. Elas têm a �nalidade de reduzir a orrente de partida, para motoresde alta potên ia, o que impli a naturalmente numa alta orrente durante a partida.Para partida om have série-paralelo é ne essário que o motor seja energizado em duas tensões, onde a menordelas deverá ser igual à tensão da rede (tensão de serviço) e a outra igual ao dobro daquela.Esses motores têm a possibilidade de ligação nas tensões de 220/380/440/760 V, onde a tensão de 760 V é utilizávelapenas no instante da partida. No sistema aqui utilizado, as ligações referentes são usadas na tensão de 760 V paraa partida e 380 V para a tensão de serviço do motor. Para a ligação de 380 V, uma ligação duplo Y deverá serempregada.Na �g. 2.9 é mostrado a ligação das bobinas em: triângulo-série, triângulo-paralelo, estrela-paralelo e estrela-série.Na partida série-paralelo, o pi o de orrente é reduzido a 1/4 daquele om partida direta, e onsequentemente o onjugado também se reduz a 1/4, e portanto, este tipo de máquina deve partir, prati amente em vazio. A pla a deidenti� ação mostrada na �g. 2.1(página 11), é um exemplo de um motor que permite a ligação série-paralelo.2.6.4 Partida om have ompensadoraUma outra forma de reduzir a tensão no momento da partida é o uso de um autotransformador, também hamdo detransformador de partida.O autotransformador está inter alado entre a rede e o motor no momento da partida. Ao al ançar a velo idadeem regime do motor, tira-se o transformador através de haves manuais ou omandos elétri os.Existem dois tipos de autotransformadores, o primeiro dispõe de ontatos deslizantes para variar a tensão de saídagradualmente de zero até 100%. Isso possibilita uma adaptação muito boa às ondições de partida em ada aso.O tipo do transformador mais usado é o segundo, que ofere e uma série de saídas om reduções per entuais (porexemplo, 40%, 60%, 80% e 100%). Deve-se es olher a saída que ombine melhor om as ondições de partida em ada aso.Esse tipo de transformador tem a limitação de não poder variar a tensão gradualmente, porém é mais barato, maisrobusto e ofere e a opção de usar mais etapas ao dar a partida num motor. Pode-se ini iar a partida ligando o motora 40% da tensão nominal, a seguir a 60%, depois a 80%, e �nalmente a 100%.Lembre-se que ada redução de tensão resulta em redução do pi o de orrente de partida, mas também, emredução do onjugado nesse momento. O motor só disporá do onjugado nominal quando hegar a etapa �nal, ondeo transformador �sai�, e �entra� a rede de alimentação. 19

2.6.5 Partida om reostatosUma solução mais barata para reduzir a tensão, é inter alar reostatos (resistores variáveis), ou resistores �xos naslinhas de alimentação do motor.O prin ípio de função desse esquema de partida é reduzir a resistên ia gradualmente até zero em função davelo idade do motor ou eliminar os resistores de vez, quando o motor al ançar a sua velo idade de regime.A grande desvantagem desse sistema é a perda onsiderável de energia em forma de alor produzido pelas resistên- ias. Isto pode ser evitado usando bobinas de hoque em ves de resistores.2.6.6 Partida om bobinas de hoqueO esquema de partida om bobinas de hoque é igual ao esquema om reostatos. Só que as bobinas de hoque evitama perda de energia que o orre nos reostatos. A desvantagem de bobinas de hoque é o fator de potên ia que piora.2.6.7 Partida em esquema KusaEm asos espe iais, deseja-se uma redução do onjugado no momento da partida para não prejudi ar as máquinas. Istoé o so de máquinas de ostura industriais onde há perigo de rasgar o �o de ostura ao dar a partida om onjugadodemais.Para solu ionar esse problema de forma e on�mi a, inter ala-se um resistor em uma fase do motor, reduzindo-seassim a potên ia no momento da partida om baixo usto. Após a partida, o resistor será eliminado para obter apotên ia nominal.2.6.8 Partida de motores om rotor bobinadoMotores om rotores bobinados ofere em a possibilidade de in�uen iar a orrente e a potên ia no momento da partidaatravés de resistores inter aldos nos ir uitos dos rotores.Para realizar a retirada das resistên ias do ir uito do rotor, há omandos elétri os apropriados, omo será apre-sentado mais adiante nesta apostila. Existem ainda dispositivos me âni os, a oplados ao motor, que eliminam asresistên ias em função da velo idade do motor.Esse é o úni o esquema de partida itados que propor iona um onjugado forte na fase da partida dos motores.2.6.9 Partida om Soft-StartsSoft-Stars são equipamentos elétri os destinados a dar partida em motores de indução. São implementadas por meiode haves estáti as de potên ia, exe utam, basi amente, a a eleração, desaleração e proteção dos motores trifási os,mediante o ontrole da tensão apli ada ao motor.Como benefí io, ela não provo a tran os no sistema, limita a orrente de partida e evita pi os de orrente, e aindaaumenta a vida útil do motor e equipamentos me âni os da máquina a ionada pela eliminação de hoques me âni os.O ontrole dessas haves são feitos por meio de mi ropro essadores, que agregam mais ou menos fun ionalidadesdependendo do fabri ante.Na �g. 2.10 é mostrado um omparativo entre alguns métodos de partida, observa-se que a soft-start possuem amenor orrente de partida. Na partida estrela�triângulo o orre um pi o de orrente, devido ao tran o provo ado noinstante de transição da estrela para o triângulo.O prin ípio de fun ionamento da soft-start é baseado em haves SCR, onforme é mostrado no esquema da �g. 2.11.O blo o de ontrole regula o ângulo de disparo do SRC para impõem a tensão na forma de rampa, para a a elaraçãoe também para a desaleração. A forma da apli ação da tensão varia onforme o fabri ante.2.6.10 Partida om InversoresInversores de potên ia são equipamentos que se lo alizam na área de eletr�ni a de potên ia, são implementados omumente om haves estáti as de disparo e bloqueio ontrolado.A prin ipal função é o ontrole de velo idade em motores de indução, mediante o ontrole do ampo girante.Diversas fun ionalidades podem ser agregadas a este equipamento, devido a sua enorme �exibilidade.Na �g. 2.12 é mostrado um esquema de um inversor trifási o alimentando um motor de indução. Observe que aalimentação do inversor é um barramento apa itivo om tensão CC, desse modo, se faz ne essário o emprego de umreti� ador, que proverá a alimentação CC. Nos inversores omer iais, o reti� ador já está in orporado em onjunto.Os inversores são omumente apli ados em: bombas entrífugas, bombas dosadoras de pro esso, ventiladores/exaustores,agitadores/misturadores, extrusoras, esteiras transportadoras, mesas de rolos, se adores/fornos rotativos, máquinasde orte e solda. 20

Figura 2.10: Comparativo entre métodos de partida de motores trifási os.

Figura 2.11: Esquema simpli� ado do fun ionamento de uma soft-start.Inversor Trifásico

q1

q

12

1 q3

q2

q2

q3

3

C

C

0

+vc2

+vc2

Re

tific

ad

or

R

S

TMotor de

induçãoFigura 2.12: Esquema do inversor trifási o.21

Capítulo 3Contatos3.1 IntroduçãoOs ontatos são partes vitais de quase todos os elementos de omando. São dispositivos usados para omutar orrenteelétri a, isto é, abrir, fe har ou sele ionar ramais de ir uitos elétri os. O modo omo os ontatos podem ser a ionados,seja pelos operadores dos omandos, pela interação dos elementos que ompõem estes omandos (ex.: ontatores) oupela própria máquina (Ex.: haves �m de urso). Independente da forma de atuação há três tipos de ontatos pelafunção, que são a seguir mostrados.3.2 Tipos de ontatoExistem diversos tipos de ontatos, e estes são empregados das mais diversas formas possíveis. O emprego de deter-minado tipo de ontato depende do tipo de apli ação.3.2.1 Contato NAEsta denominação se deve à abreviatura da função Normalmente Aberto. Outras denominações frequentemente usadassão ontato fe hador e ontato NO (do inglês: Normally Open). A posição original deste tipo de ontato é aberta, ouseja, permane e aberto até que seja apli ada uma força externa. Contatos de alta apa idade de orrente de omutaçãosão hamados de ontatos de arga, ontatos de força ou ontatos prin ipais. São destinados à apli ação em ramaisde motores (ou de arga), onde existem altas intensidades de orrente elétri a. Estes tipos de ontatos são mar adospor numerações simples (Ex.: números 1 e 2 para o 1o ontato, 3 e 4 para o 2o ontato, 5 e 6 para o 3o ontato) .A Fig. 3.1 exibe um exemplo de um onjunto de três ontatos NA de arga usado em diagrama multi�lar. A linhapontilhada representa um a oplamento me âni o, isto é, os ontatos são a ionados simultaneamente.

1

2

3

4

5

6Figura 3.1: simbologia do ontato NA.Os ontatos a serem usados nos próprios omandos são hamados ontatos auxiliares. Suportam baixos valoresde orrente, não podendo ser usados em ir uitos de arga. A sua mar ação é feita por meio de dois dígitos. O1o dígito representa o número seqüen ial do ontato. O 2o dígito representa o ódigo de função, que no aso dos ontatos auxiliares NA são 3 e 4. Na Fig. 3.2 é mostrado um onjunto de quatro ontatos auxiliares NA a ionadossimultaneamente.13

14

23

24

33

34

43

44Figura 3.2: simbologia do ontato NA auxiliar .22

3.2.2 Contato NFEsta denominação se deve à abreviatura da função Normalmente Fe hado. Outras denominações frequentementeusadas são ontato abridor e ontato NC (do inglês: Normally Closed). A posição original deste tipo de ontato éfe hada, ou seja, permane e fe hado até que seja apli ada uma força externa. O uso de ontatos de arga NF não émuito omum. Se for o aso, eles são mar ados por uma letra R junto a um número de um dígito. É bom lembrar que ontatos de arga não têm uma numeração seqüen ial. A Fig. 3.3(a) mostra, em diagrama multi�lar, um onjunto de4(quatro) ontatos de arga: dois NA (1 / 2), (3 / 4) e dois NF (R1 / R2), (R3 / R4).R1

R2

1

2

3

4

R3

R4(a) força 13

14

43

44

21

22

31

32(b) auxiliarFigura 3.3: simbologia do ontato NF.No aso dos ontatos NF auxiliares, a mar ação é feita por dois dígitos: o primeiro dígito representa o númeroseqüen ial do ontato, e o segundo dígito representa o ódigo de função, que no aso dos ontatos auxiliares NF são1 e 2. A Fig.3.3(b), por sua vez, exibe um onjunto de quatro ontatos auxiliares: dois ontatos NA (13 / 14), (43 /44) e dois ontatos NF (21 / 22), (31 / 32), que são a ionados simultaneamente.3.2.3 Contato omutadorO ontato omutador possui duas ou mais posições e permite sele ionar uma entre várias posições em um determinadopro esso, sendo (C) o ponto de ontato omum. Também pode ser hamado de ontato three-way, ontato paralelo ou have seletora de duas posições. Na Fig. 3.4(a) é mostrado a simbologia usada para ontatos omutadores em diagramamulti�lar. O ontato omutador representa uma função omposta, em que a parte superior é onsiderada um ontatoNF e a parte inferior orresponde a um ontato NA. É possível ompor um ontato omutador por um ontato NA12

14

11(a) Normal 11

13

12

14(b) NA + NFFigura 3.4: simbologia do ontato omutador.mais um ontato NF, Conforme pode ser visto na Fig. 3.4(b), . O ódigo de função é semelhante ao dos ontatos NAe NF: 1 indi a o terminal omum, 2 indi a o ontato NF e 4 indi a o ontato NA1.3.3 Atuação (A ionamento) de ontatosConforme previamente men ionado no iní io deste apítulo , os ontatos podem ser a ionados por meios diferentes,dentre os quais foram men ionados os elementos dos próprios omandos ( omo por exemplo, os ontatores) e asmáquinas ( omo por exemplo, os interruptores �ns de urso).Cada meio de atuação de ontatos possibilita uma variedade de formas de omo a ioná-los. Por exemplo, o operadorpode atuar um ontato manualmente, omo também por meio de uma pisada em um pedal. Interruptores e botõessão dispositivos om ontatos a ionados manualmente.3.3.1 Atuação manual geralNa Fig. 3.5(a) é mostrado a simbologia usada para indi ar a atuação manual de ontatos em geral. Isto in lui todas asmaneiras de atuação manual des ritas em seguida. Na Fig. 3.5(b) é ilustrado um exemplo de um ontato NA a ionadomanualmente.1A ionando os ontatos NA e NF ao mesmo tempo, o ontato NF abre geralmente antes que o ontato NA fe he23

(a) Geral 13

14(b) Geral+NAFigura 3.5: Atuação manual geral.3.3.2 Atuação manual por pressãoNa Fig. 3.6(a) é mostrado a simbologia da atuação manual de ontatos por pressão. Botões e pulsadores são a ionadospor pressão. Na Fig. 3.6 é mostrado um ontato NF a ionado manualmente por pressão, ou seja, um botão om um ontato NF.(a) Pressão 11

12(b) Pressão+NFFigura 3.6: Atuação manual por pressão.3.3.3 Atuação manual por rotaçãoAlguns tipos de interruptores e haves são a ionadas por alavan as, manoplas ou maçanetas. A forma de movimentoindi a a nomen latura desse tipo de atuação: rotativo. Um exemplo disso são os interruptores rotativos. Na Fig. 3.7(a)é exibida a simbologia usada para atuação por rotação. Na Fig. 3.7(b) é mostrado um ontato NA e um ontato NFa ionados em onjunto, por rotação.(a) Rotação 21

22

13

14(b) Rotação+NA+NFFigura 3.7: Atuação manual por rotação.3.3.4 Atuação manual de ontatos por so oUm exemplo típi o para atuação manual de um ontato através de so o é o botão de emergên ia. Nos botões deemergên ia (geralmente de or vermelha), omo em funções de segurança em geral, deve-se usar geralmente ontatosNF. Na Fig. 3.8(a) é mostrada a simbologia para atuação por so o. Na Fig. 3.8(b) é mostrado o símbolo de um botãode emergên ia.(a) So o 11

12(b) So o+NFFigura 3.8: Atuação manual por so o.3.3.5 Atuação manual por haveEste tipo de atuação impede o a esso de pessoas não autorizadas, e é feito por meio de haves de fe hadura omoelementos de atuação, ou então, os elementos de atuação são simplesmente desmontáveis. Na Fig. 3.9(a) é mostradaa simbologia de atuação de ontato por have ou por elemento desmontável. Na Fig. 3.9(b) ontém, omo exemplo,um ontato NA a ionado por uma have (de fe hadura). 24

(a) Chave 13

14(b) Chave+NAFigura 3.9: Atuação manual por have.3.3.6 Atuação manual por bás uloOs interrupotres de uso geral nas instalações residen iais são a ionados por bás ulo. Para este tipo de atuação, háum simbologia mostrada na Fig. 3.10(a), já na Fig. 3.10(b) é mostrado um exemplo de um ontato NF a ionado porbás ulo(a) Bás ulo 11

12(b) Bás ulo+NFFigura 3.10: Atuação manual por bás ulo.3.3.7 Atuação manual por puxadaNeste aso, o elemento deve ser puxado para a ionar os ontatos. Na Fig. 3.11(a) é mostrada a simbologia da atuaçãopor puxada. Na Fig. 3.11(b) é mostrado um ontato omutador a ionado manualmente por puxada.(a) Puxada 11

12 14(b) Puxada+ omutadorFigura 3.11: Atuação manual por puxada.3.3.8 Atuação manual por pedalPara funções que devem ser ini adas através de um impulso om o pé (pisada), freqüentemente são usados pedais. NaFig. 3.12(a) é mostrado o símbolo que representa um pedal. Na Fig. 3.12(b) é mostrado o esquema de um pedal quea iona um ontato NA.(a) Pedal 13

14(b) Pedal+NAFigura 3.12: Atuação manual por pedal.3.3.9 Atuação pela máquinaExiste uma variedade muito grande de o orrên ias em máquinas que exigem uma interferên ia nos próprios omandosdas máquinas. Um interruptor �m de urso tem a �nalidade de sinalizar para o omando quando uma parte móvel damáquina hegar a um limite, não devendo avançar mais nessa direção. Neste ontexto fala-se em ontatos a ionadospor pro esso. Como pro esso, entende-se omo sendo a seqüên ia dos estados das máquinas e dos produtos por elastransformados. Quando o pro esso de uma máquina atinge limites, parâmetros inadequados, ou até perigosos, devea onte er uma sinalização para que o operador ou/e o omando elétri o da máquina possam tomar providên iasadequadas para evitar uma avaria. 25

3.3.10 Atuação por pro essoPara todas as demais formas de atuação de ontatos por pro esso, usa-se a simbologia mostrada na Fig. 3.13(a), nessa aixa em vazio, olo a-se uma letra para identi� ar a grandeza supervisionada.(n) Representa o número de rotações;(p) Representa o valor de pressão;(ϑ) Representa a temperatura;(Q) Representa o nível;O sinal (ϑ <) signi� a que o ontato será a ionado quando a temperatura estiver menor que um determinadovalor, ao passo que, o sinal (ϑ >) indi a que o ontato será a ionado sempre que a temperatura estiver maior queum determinado valor. Na Fig. 3.13(b) mostra o símbolo de uma have (interruptor) entrífuga (ou platinado) usada,(a) Pro esso 13

14

n<(b) Pro esso+NAFigura 3.13: Atuação manual por pro esso.por exemplo, omo dispositivo de partida de motores monofási os. Ele � a a ionado quando o número de rotações domotor estiver abaixo do limite (n) (=número de rotações).3.3.11 Atuação por roldanaÉ a forma mais usada para interruptores �m de urso. Nesta forma de atuação, partes móveis de máquinas a ionam ontatos. As roldanas têm omo �nalidade a redução do atrito e, onseqüentemente, do desgaste do elemento deatuação. Na Fig. 3.14(a) é mostrado a simbologia da atuação por roldana, e na Fig. 3.14(b) é ilustrado o exemplo deum interruptor �m de urso om um ontato NA e um ontato NF.(a) Roldana 13

14

11

12(b) Roldana+NA+NFFigura 3.14: Atuação manual por roldana.3.3.12 Atuação eletrome âni a em geralO orre quando um ontato é a ionado pela força de um eletroímã. É o aso da atuação por meio de dispositivos elétri os onhe idos omo ontatores. Os omandos elétri os fun ionam prin ipalmente através de interações de elementoseletrome âni os. Tais omandos seriam melhor denominados de omandos eletrome âni os.Na Fig. 3.15(a) é exibido o símbolo da atuação eletrome âni a, e na Fig. 3.15(b) ilustra um ontato NA a ionadopor um eletroímã, sendo este um onta tor ou um relé. Os dispositivos eletrome âni os de atuação em ontatosA1

A2(a) Eletrome âni a A1

A2

13

14(b) Eletrome âni a+NAFigura 3.15: Atuação eletrome âni a em geral.permitem inserir me anismos de retardo. Estes me anismos podem retardar a atuação dos ontatos, por exemplo, detrês modos diferentes: 26

A1

A2Figura 3.16: Simbologia de atuação eletromagnéti a om retardo ao trabalho• Retardo ao trabalho ⇒ Os ontatos não são a ionados no mesmo instante em que o dispositivo de atuação estáenergizado, mas sim após um erto tempo de retardo (isto é, de atraso). Na Fig. 3.16 é mostrada a simbologiada atuação eletrome âni a om retardo ao trabalho.• Retardo ao repouso ⇒ Os ontatos são a ionados no mesmo instante em que o dispositivo de atuação estáenergizado. O retardo faz a sua função a partir do momento de desenergização do dispositivo. Os ontatosvoltarão ao repouso após o tempo de retardo. Na Fig. 3.17 é mostrada a simbologia de atuação eletrome âni a om retardo ao repouso.

A1

A2Figura 3.17: Simbologia de atuação eletromagnéti a om retardo ao repouso• Retardo ao trabalho e ao repouso ⇒ Os ontados serão retardados a partir do momento da energização e serãoretardados também quando voltarem ao repouso após a desenergização do dispositivo. A simbologia é mostradana Fig. 3.18.

A1

A2Figura 3.18: Simbologia de atuação eletromagnéti a om retardo ao trabalho e ao repouso3.3.13 Atuação por sobre arga (eletrotérmi o)Nos relés térmi os (dispositivos que realizam proteção ontra sobre argas em motores elétri os), é usada a a umulaçãode alor em elementos bimetáli os, que são atravessados pela orrente de arga, para dete tar a ondição de sobre arga.Na Fig. 3.19(a) é ilustrado o símbolo de um dispositivo de atuação por sobre arga (geralmente, um relé térmi o). NaFig. 3.19(b), por sua vez, representa o símbolo de uma élula de um relé térmi o que a iona um ontato NF. Comomen ionado anteriormente, em dispositivos de segurança, deve-se dar preferên ia a ontatos NF.1

2(a) Sobre arga 1

2

95

96(b) Sobre arga+NFFigura 3.19: Simbologia de atuação eletrome âni a por sobre arga.3.4 A oplamento me âni oA onexão entre os elementos de atuação e os ontatos é realizada através de a oplamentos me âni os. Três tiposmuito usados de a oplamento são apresentados a seguir.3.4.1 A oplamento direto (ou sem retenção)O a oplamento direto transmite diretamente o movimento do elemento de atuação (ou de a ionamento) para os ontatos. Geralmente há uma mola que leva o elemento de atuação à posição ini ial (ou de repouso), daí ser também hamado de a oplamento sem retenção. 27

Na Fig. 3.20(a) é mostrado a linha tra ejada que simboliza o a oplamento direto. O elemento mais onhe ido quefun iona dessa forma é o botão à pressão, ou simplesmente botão (botoeira). Na Fig. 3.20(b) isto é exempli� ado num ontato NA.(a) Direto 13

14(b) Direto+NAFigura 3.20: Simbologia a oplamento direto.3.4.2 A oplamento om retençãoEste a oplamento retém sempre a última posição do ontato após ser atuado. Um botão om retenção deve sera ionado uma primeira vez para ligá-lo. Para desligá-lo, deve ser a ionado novamente. Na Fig. 3.21(a) é mostrada asimbologia do a oplamento om retenção. Na Fig. 3.21(b) é representado o símbolo de um interruptor om um ontatoNA a ionado por rotação e a oplamento om retenção.(a) Retenção 13

14(b) Retenção+NAFigura 3.21: Simbologia a oplamento om retenção.3.4.3 A oplamento om travaEste tipo de a oplamento é geralmente usado em dispositivos de segurança omo botões de emergên ia, relés térmi ose guarda-motores. Os ontatos a oplados através de uma trava são a ionados quando o dispositivo (relé térmi o,guarda-motor, por exemplo) disparar. Os ontatos permane em a ionados mesmo que o dispositivo de segurança volteao estado normal. Os ontatos voltam à posição normal apenas quando forem destravados manualmente.Quando for dete tada uma ondição de falha numa máquina em fun ionamento, o dispositivo de segurança dispa-rará. Neste momento, � ará interrompido o pro esso da máquina, ou seja, ela para de fun ionar.O fato de que a máquina parou eliminará a ondição de falha e o dispositivo de segurança voltará à posição normal.Os operadores da máquina serão levados a pro urar a ausa da parada. Eles deverão inspe ionar as partes móveis damáquina para veri� ar se houve algum bloqueio. A trava no a oplamento dos ontatos evita neste momento que amáquina volte a fun ionar inesperadamente, o que ausaria um a idente om os operadores que veri� am a situaçãoda máquina. Somente quando for destravada a trava dos ontatos do dispositivo de segurança, a máquina poderá serativada novamente.Na Fig. 3.22(a) é mostrada a simbologia do a oplamento om trava. Na Fig. 3.22(b) é mostrada a simbologia deum relé térmi o om um ontato omutador a oplado om trava.(a) Trava 1

2 95

96 98(b) Trava+ omutadorFigura 3.22: Simbologia a oplamento om trava.Como já men ionado, o uso de ontatos NF é obrigatório para ir uitos de segurança. Por isso, no relé térmi o daFig. 3.22(b), deve-se usar os terminais 95 e 96 do ontato omutador. O ódigo de função para ontatos omutadores om função espe ial é: 5 para o terminal omum, 6 para o ontato NF e 8 para o ontato NA.Os ontatos de dispositivos de segurança re ebem omo numeração seqüen ial 0 ou 9. Na Fig. 3.22(b), o terminal omum é indi ado por 95, o ontato NF é indi ado por 96 e o ontato NA é indi ado por 98.28

3.4.4 A oplamento om retardoA simbologia que representa os me anismos que retardam a ação de ontatos a ionados por um eletroímã é mostrada nas�gs. 3.16�3.18. Em aso de ontatos a ionados om retardo, há uma determinada mar ação na linha de a oplamento.Contatos a ionados om retardo são hamados de ontatos temporizados.Na �g. 3.23(a) é mostrada a simbologia da linha de a oplamento om retardo ao trabalho e a na �g. 3.23(b) érepresentado o símbolo ompleto de um ontator atuando num ontato NA om retardo ao trabalho.(a) Retardo A1

A2

17

18(b) Retardo+NAFigura 3.23: Simbologia a oplamento de retardo ao trabalho.Um retardo ao trabalho signi� a que, a partir da energização do ontator, de orre um determinado tempo até que o ontato seja a ionado. Ao desativar o ontator, a volta do ontato ao repouso fun iona sem retardo. Nas Figs. 3.24(a)e (b) sãos mostradas as simbologias da atuação om retardo ao repouso.(a) Retardo A1

A2

15

16(b) Retardo+NFFigura 3.24: Simbologia a oplamento de retardo ao repouso.Na �g. 3.24(b) é mostrado o símbolo ompleto de um ontator atuando num ontato NF om retardo ao repouso.Neste aso, a atuação do ontato é simultânea à atuação do ontator. Apenas a volta à posição de repouso fun iona om retardo.Observe que os ódigos de função para ontatos temporizados são 5 e 6 para ontatos NF e 7 e 8 para ontatosNA, isto é, os ódigos para ontatos de função espe ial.3.5 Lógi a de ontatosDe�ne-se om lógi a de ontatos o uso de ontatos para realizar funções lógi as que ligam várias ondições de entradapara determinar o estado da saída. A lógi a de ontatos é portanto fundamental para a ompreensão da função de omandos elétri os.Uma função lógi a seria por exemplo: o omando desliga o motor quando o botão �desligar� estiver a ionado ouquando uma ondição de sobre arga estiver dete tada. As variáveis de entrada são neste aso o botão �desligar� e odispositivo que dete ta a ondição �sobre arga�, um relé térmi o por exemplo. O efeito será: �desativa o motor�.A lógi a de ontatos é ante essora da eletr�ni a digital. As primeiras al uladores elétri as fun ionavam a basede relés e ontatos. Relés têm a mesma estrutura de ontatores; são apenas destinados a ir uitos de baixa tensão epotên ia.Para des rever uma função lógi a existem diferentes formas. Uma des rição não formalizada tem a desvantagemde poder ser interpretada erradamente, ou ser in ompleta. A des rição não formalizada se torna difí il em aso defunções omplexas.Os elementos da lógi a de ontatos são binários, en ontrados em apenas duas ondições, ativo ou repouso. Para a ondição ativa é asso iado o valor �1�, e para a ondição repouso o valor �0�.

29

Elemento Letra indi adora ExemploLâmpadas HBotões e interruptores S ontatores KMotores MFusíveis e relés térmi os FCondutores fase L L1, L2, L3Condutor neutro NCondutor terra PETabela 3.1: Nomen latura de elementos de ir uitos.1 => Ativado ou ligado0 => Repouso ou desligadoAs funções binárias bási as são AND (E ), OR (OU ) e NOT (negação). Todas as demais funções en ontradas são omposições dessas funções.Para o entendimento dos diagramas mostrados a seguir, deve-se observar a simbologia indi ada na Tabela 3.1.3.5.1 Função ANDA função AND assume o valor �1� quando todas as entradas forem �1�. No diagrama mostrado na Fig. 3.25 é ilustradoum exemplo da função AND, que é obtida diretamente pelo emprego de dois ontatos NA em série. Na Tabela 3.2 émostrada a tabela verdade dessa função.L1

S1

S2

H1

NFigura 3.25: Esquema da função AND.S1 S2 H10 0 00 1 01 0 01 1 1Tabela 3.2: Tabela verdade da função AND.3.5.2 Função ORA função OR assume o valor �1� quando pelo menos umas das entradas forem �1�. No diagrama mostrado na Fig. 3.26é ilustrado um exemplo da função OR, que é obtido diretamente pela apli ação de dois ontatos NA em paralelo. NaTabela 3.3 é mostrada a tabela verdade dessa função.S1 S2 H10 0 00 1 11 0 11 1 1Tabela 3.3: Tabela verdade da função OR.30

L1

S1 S2

H1

NFigura 3.26: Esquema da função OR.3.5.3 Função NOT, inversãoA função NOT assume o valor �1� quando A entradas for �0�. No diagrama mostrado na Fig. 3.27 é ilustrado umexemplo da função NOT, ela é obtida diretamente fazendo-se o uso de um ontato NF, na Tabela 3.4 é mostrada atabela verdade dessa função.L1

H1

N

S1

Figura 3.27: Esquema da função NOT.S1 H10 11 0Tabela 3.4: Tabela verdade da função NOT.3.5.4 Função NORO próximo ir uito mostra a omposição das funções OR e NOT. O resultado disso é a função OU-invertida. NaFig. 3.28 é mostrada que essa função pode ser obtida a partir de dois ontatos NF em série. Na Tabela 3.5 pode servista a tabela verdade dessa função. De a ordo om a Tabela 3.5, a lâmpada apagará quando um dos dois ir uitosL1

H1

N

S1

S2

Figura 3.28: Esquema da função NOR.S1 S2 H10 0 10 1 01 0 01 1 0Tabela 3.5: Tabela verdade da função NOR.estiver atuando, em outras palavras, a lâmpada estará a esa somente quando nenhum dos ontatos estiver a ionado.3.5.5 Função NANDA ligação em paralelo de dois ontatos NF orresponde a mais uma função omposta. É a ombinação de AND e NOT(NOT + AND = NAND). Na Fig. 3.29 é mostrado o esquema elétri o dessa função. Nesse aso a lampada � ará a esa31

enquanto um dos dois ontatos não estiver atuado, ou, a lâmpada apagará somente quando os dois ontatos esiverematuando ao mesmo tempo. Na Tabela 3.6 é mostrada a tabela verdade dessa função.L1

S1 S2

H1

NFigura 3.29: Esquema da função NAND.S1 S2 H10 0 10 1 11 0 11 1 0Tabela 3.6: Tabela verdade da função NAND.3.5.6 Função OR-ex lusiva (XOR)Essa função é muito importante na lógi a binária. Compõem-se de quatro ontatos, porém , dois em dois a ionadossimultaneamente. Portanto, há apenas duas variáveis de entrada. Na Fig. 3.30 é apresentada o esquema elétri odessa função. Essa função é pare ida om a função OR, porém quando os dois ontatos estiver a ionados a lâmpadaapagará, diferentemente da função OR. Essa função serve para inverter o sentido de uma variável (entrada). ObserveL1

S1

S2

H1

NFigura 3.30: Esquema da função XOR.nas primeiras duas linhas da Tabela 3.7 que, enquanto o botão S1 estiver em repouso, o valor de S2 será transferidopara diretamente para a saída (H1). As últimas duas linhas da tabela mostram que, ao atuar no botão S1, o valor deserá transferido invertidamente para a saída. S1 S2 H10 0 00 1 11 0 11 1 0Tabela 3.7: Tabela verdade da função XOR.

32

3.5.7 Função XNORO ir uito apresentado na Fig. 3.31 tem uma função semelhante. Chama-se de OR-ex lusiva invertida our de equi-valên ia.Ela permite que a lâmpada a enda somente quando os dois botões estiverem em estados iguais, isto é, ambosa ionados ou ambos em repouso. Na Tabela. 3.8 mostra que o estado de S2 passará diretamente para a saída enquantoS1 estiver a ionado. Se S1 estiver em repouso, o estado invertido de S2 será transferido para a saída.L1

S1

S2

H1

NFigura 3.31: Esquema da função XNOR.S1 S2 H10 0 10 1 01 0 01 1 1Tabela 3.8: Tabela verdade da função XNOR.

33

Capítulo 4Contatores4.1 IntroduçãoOs ontatores são os prin ipais elementos de omando elétri o (eletrome âni os). Permitem a omutação de orrenteselevadas a ionando simples botões e até mesmo ontrole remoto. Aumentam o onforto de manejo e permitem aomesmo tempo in luir funções mais so�sti adas, omo tempos de retardo. Possibilitam um grau de segurança e proteçãomaior do que omandos manuais ( haves manuais).Contatores são um onjunto de ontatos a ionados por um eletroímã. Os ontatos podem ser NA, NF ou ontatos omutadores. Contatos omutadores de múltiplas posições não existem omo ontatores, porque há apenas dois estadospossíveis para ontatores: ativado e em repouso.4.2 Contato de ontatoresCada ontator é geralmente equipado om 3, 4 ou 5 ontatos, sejam ontatos de arga, auxiliares ou mistos. Além dissoexiste a possibilidade de a res entar blo os aditivos de ontatos auxiliares aos ontatores para aumentar o número de ontatos auxiliares disponíveis. ontatores equipados om ontato de arga são denominados de ontatores de arga ou ontatores prin ipais. onta-tores equipados om apenas ontatos auxiliares são denominados ontatores auxiliares, destinados a serem empregadosex lusivamente em ir uitos de baixa potên ia.Os ontatores de arga devem ser adequados à arga, ou sejam devem ser apazes de suportar a orrente de arga.A apa idade dos ontatos de onduzir e omutar orrente é a qualidade prin ipal dos ontatores, se o mesmo não for apaz de onduzir a orrente apli ada ( orrente de arga), perde onsideravelmente o tempo de vida útil.A apa idade dos ontatos depende do tipo da arga e do tipo da energia, (CC) ou (CA). Devido às diversas formasde emprego de ontatores, há as seguintes lasses de emprego:• Classe AC1→ Comandos resistivos e de distribuição em sistemas de orrente alternada;• Classe AC3→ Comando de motores em sistemas de orrente alternada;• Classe DC1→ Comando de argas não indutivas ou fra amente indutivas em ir uitos de orrente ontínua;• Classe DC2→ Comando de motores shunt om desligamento de arga.• Classe DC3→ Comando de motores shunt nos quais se apli a reversão ou mar ha intermitente (jogging);• Classe DC4→ Comando de motores série om desligamento sob arga;• Classe DC5→ Comando de motores série nos quais se apli a reversão ou mar ha intermitente (jogging);4.3 Selar ontatosA �m de ompreender o signi� ado de selar ontatos, observe a função do ir uito na Fig. 4.1 que mostra um ir uitosimples, omposto de um interruptor (S1) o qual omuta a orrente da bobina de um ontator (K1). A linha dea oplamento om retenção indi a que é um interruptor de duas posições �xas.Através de S1, ontrola-se o estado do ontator K1. Ao fe har S1, a iona-se K1; quando abrir S1, o ontator voltaráà posição de repouso. Os ontatos do ontator são usados para omutar a orrente do motor elétri o trifási o (M).34

3

M

L1

L2

L3

A1

A2

1

2

3

4

5

6

N

PE

F1

S

K1

13

14

S1

F2

NFigura 4.1: Esquema de partida om interruptor.Dessa forma é possível ontrolar o motor através de um pequeno interruptor (S1), possibilitando até ontroleremoto do motor.Em equipamentos industriais, porém é omum utilizar botões em vez de interruptores. Isso se deve à me âni amais simples de botões e à opção de ombinar botões e lâmpadas de sinalização em um só elemento (botão luminoso).Na Fig. 4.2 é mostrada a parte do omando da Fig. 4.1 onde foi substituído o interruptor por um botão sem retenção.O ontato do botão S1 está omutando a orrente da bobina do ontator, omo exer ido pelo interruptor no exemploA1

A2

13

14

F2

N

L3

S1

Figura 4.2: Comando elétri o om botão.anterior. Ao atuar em S1, liga-se o ontator e onseqüentemente o motor através dos ontatos do ontator.Só que nesse esquema há uma de� iên ia. Ao soltar o botão, a orrente do ontator será interrompida imedia-tamente, e assim desligado o motor. Isto não é a função desejada. Quando tirar o dedo do botão, o motor deverá ontinuar ligado.Na Fig. 4.3 é mostrada a solução desse problema. Um ontato auxiliar do ontator, ligado em paralelo ao ontatoS1. Isto orresponde à função lógi a OR (página 31), omo já foi men ionado.A1

A2

13

14

F2

N

L3

S1

13

14

K1

Figura 4.3: Comando elétri o om botão selado.O resultado dessa modi� ação é que, ao atuar S1, será ligado o ontator om anteriormente. Nesse instante fe haráo ontato K1(13/14) no ramal 2, que onsiste de um aminho alternativo para a orrente da bobina do K1.Quando se tira o dedo do botão, abrirá o ontato S1, mas permane erá ligado por ausa do ontato do seloK1(13/14). Porém apare e um problema, o motor não pode ser desligado, uma vez que o botão S1 apenas serve para35

ligar. O onjunto inteiro poderia ser desligado pela have se ionadora, mas isto não orresponde nem à função da have, nem à função desejada do omando.Para eliminar essa de� iên ia, inter ala-se um ontato S0 no ramal 1, omo é mostrado na Fig. 4.4, resultando emum botão S1 para ligar e um botão S0 para desligar.A1

A2

13

14

F2

N

L3

S1

S0

13

14

K1

Figura 4.4: Comando elétri o om botões liga e desliga.A função do ontato S0 é interromper a orrente da bobina do ontator. Não importa se S1 estiver atuado ouselado por K1(13/14). O ir uito apresentado representa basi amente o omando elétri o para partida direta demotores elétri os.4.4 Travar ontatoresO travamento de ontatores é uma parte indispensável dos omandos elétri os para garantir a segurança da função. Éapresentado na Fig. 4.5 o omando para motores elétri os que permite a inversão do sentido de rotação.O omando está atuado pela have S1, que detemina se o ontator K1 ou K2 está ligado, ou nenhum dos dois. Aprópria have impede que os dois ontatores sejam ligados ao mesmo tempo.

3

M

L1

L2

L3

1

2

3

4

5

6

N

PE

F1

1

2

3

4

5

6

31 32

A1

A2

N

A1

A2

F1

1 0 2

K1 K2

K2K1

1 2

S1

S

Figura 4.5: Esquema de reversão de velo idade de motores trifási os.Ao ligar o ontator K1, as fases L1, L2 e L3 serão one tadas diretamente aos três terminais do motor M1. O ontator K2 realiza a mesma ligação, porém, invertendo as fases L1 e L3 para efetuar a inversão do sentido de rotação.Uma rápida observação no ir uito de força, on lui-se que os ontatores não podem nun a serem a ionados aomesmo tempo, pois provo aria um urto- ir uito entre as fases, por exemplo ontato 5 de K1 esta ligado ao 1 do K2,e no a ionamento de K1 e K2 ao mesmo tempo, faria a fase L3 ser one tada diretamente a L1.Essa exigên ia deve se atendida também quando se realiza a mesma função através de omando a ionado porbotões. O desenvolvimento desse omando será apresentado em seguida.36

Na Fig. 4.6 mostra a primeira etapa. Trata-se simplesmente de dois omandos para partida direta onforme Fig. 4.4unidos num esquema úni o. O ontato S0 para desligar o motor exer e efeito para os dois ontatores. Além disso, háo ontato S1 para ativar K1 e o ontato S2 para ativar K2. Porém, não há dispositivo que impeça a ligação simultâneados dois ontatores.A1

A2

13

14

F2

N

L3

S1

S0

13

14

K1

A1

A2

13

14

S2

13

14

K2

K2K1

1 2 3 4Figura 4.6: A ionamento direto de dois ontatores.A próxima etapa, é inter alar no ramal de ada ontator, um ontato NF do botão que atua no outro ontator, onforme é mostrado na Fig. 4.7. Nesta, ao atuar S1 para ligar K1, � a interrompido ao mesmo tempo o ramal 3 do

A1

A2

F2

N

L3

S0

A1

A2

13

14

S2

13

14

K2

K2K1

22

21

S1

22

21

1 2 3 4

13

14

S1

13

14

K1 S2

Figura 4.7: Travamento por botão. ontator K2, através do ontato S1 (21/22). Impede-se, dessa forma, que K2 seja ativado pela atuação de S2. O botãos2 por si mesmo tem o ontato S2 (21/22) no ramal 1 para impedir que K1 seja ativado enquanto S2 estiver a ionado.Ao atuar os dois botões simultaneamente, nenhum dos dois ontatores será ligado, pois ambos os ramais dos ontatores através de ontatos de botões hama-se de travamento por botão.além disso, há o travamento por ontator, onde são inter alados ontatos auxiliares de ontatores nos ramais quedevem ser desabilitados. Na Fig. 4.8 é mostrado o omando em ter eira etapa om travamento por botão e travamentopor ontator. Os ontatos de trava são K2 (61/62) que desabilita a bobina K1 (A1/A2) e K1 (61/62) que interrompeo ramal da bobina K2 (A1/A2). Assim é garantido que não haverá um ruzamento, i.e., ligação simultânea de dois ontatores por pou o tempo, ao inverter o sentido de rotação.Supondo que K1 seja ativado, então o ramal de K2 será interrompido por K1 (61/62). Para inverter o sentido derotação, deve-se atuar o botão S2. Isto não terá um efeito imediato para K2, pois K1 (61/62) ainda está aberto.37

A1

A2

13

14

F2

N

L3

S1

S0

13

14

K1

A1

A2

13

14

S2

13

14

K2

K2K1

22

21

S1

22

21

1 2 3 4

61

62K2

61

62K1

Figura 4.8: Travamento por botão e por ontator.

Primeiro será interrompida a orrente da bobina K1(A1/A2)pelo ontato S2 (21/22). Quando K1 voltar à posição derepouso, abrem primeiro os ontatos prin ipais K1(1/2),K1(3/4) e K1(5/6) inter alados nas fases do motor. Somentedepois disso fe hará o ontato K1(61/62) no ramal da bo-bina K2(A1/A2), fe hando assim o ir uito para ativar K2.Observe que K2 pode ser ativado só após K1 ter voltado àposição de repouso.Conforme men ionado anteriomente, em elementos de on-tatos múltiplos omo ontatores e botões, os ontatos NFabrem sempre antes que os ontatos NA fe hem. Na voltaà posição de repouso a onte o ontrário, primeiro abrem os ontatos NA, e somente depois fe ham os ontatos NF. Istose deve à onstrução me âni a dos ontatores e botões, sendone essário para evitar ruzamento de ontatos.Para garantir a função de omandos elétri os do tipo des ritoneste apítulo, é importante in luir o travamento por onta-tor nos ir uitos. Se houver travamento por botão também.Isso permite a inversão imediata do sentido de rotação. Parainverter o sentido de rotação em omandos sem travamentopor botão, deve-se desligar o omando através de S0 e , em seguida, ligar no sentido invertido.4.5 Referên ia de ontatos

A1

A2

13

14

F2

N

L1

S2

S1

13

14

K1

A1

A2

13

14

X1

X2

K2

K2K1

1 2 4

21

22

F3

S3

21

22

53

54

K1

S4

83

84

K1

83

84

K2

H1 H2

X1

X2

5 6

3

M

4

3

4

3

M

4

3

F13

4

F3

M2

K1

4

K2

M1

3

4

F2

3/N/PE

31 32

S

95

96

95

96

1 2

3 4

5 6

13 14

61 62

71 72

83 84

32

32

32

4

53 54

6

3

1 2

3 4

5 6

13 14

61 62

71 72

83 84

31

31

31

2

53 54

5

3

F4

Figura 4.9: Exemplo de referên ia de ontatos.Em sistemas de omandos omplexos, onde emprega-se ontatores e botões de múltiplos ontatos. Torna-se difí ila identi� ação dos ontatos de ada elemento, atrasando o pro esso de ompreensão e depuração do omando elétri omontado.A�m de fa ilitar o uso de diagramas omplexos, a res enta-se uma referên ia de ontatos para ada elemento quepossui ontatos múltiplos. Na Fig. 4.9 é mostrado o esquema de um omando elétri o para dois motores in luindo areferên ia de ontatos. 38

Na Fig. 4.9 há abaixo de ada bobina de ontator os símbolos de todos os seus ontatos que são identi� ados pelosnúmeros dos terminais. À esquerda de ada ontato está olo ado o número do ramal onde o mesmo está introduzido,a isso tudo é hamado referên ia de ontatos.O número de ada ramal está olo ado abaixo do diagrama de omando. São usados os números a partir de �1 �para ramais de omando e os números a partir de �31 � para os ramais de força. O ramal 3, por exemplo, onsiste deF3(95/96), ontato K1(53/54), S3(21/22), S4(21/22), e K2(A1/A2).Em omparação, no ramal 4 há apenas o ontato de selo K2(13/14). Para dar um exemplo de ramais de força,observe o ramal 31. Ele onsiste dos três ontatos prin ipais do ontator K2, do relé térmi o F3 e do motor trifási oM2.Para fa ilitar ainda mais, pode-se apresentar a referên ia de ontatos da Fig. 4.9 na forma de tabela, assim naTab. 4.1 é apresentada as mesmas informações, porém aqui não é apresentado os símbolos, e desse modo, é ne essáriodominar os ódigos de função dos diferentes tipos de ontatos que foram apresentados anteriormente (seção: Tipos de ontato pág. 22). K1 K231 1/2 32 1/231 3/4 32 3/431 5/6 32 5/62 13/14 4 13/143 53/54 53/5461/62 61/6271/72 71/725 83/84 6 83/84Tabela 4.1: Referên ia de ontatos.4.6 Diagrama de seqüên iaEm omandos elétri os ontrolado por tempo, e também em omandos muito omplexos, a função será des rita pormeio de diagramas de seqüên ia. O diagrama de seqüên ia é um meio grá� o para indi ar o que é a ausa e o que éefeito, na seqüên ia das o orrên ias da função de omando elétri o.A des rição de um omando elétri o deve onter a interdependên ia de ontatores entre si, e também a forma omosão ini iados os omandos de manejo através de botões. A função de ontatores onsiste de quatro fases.• Antes de ser a ionado, o ontator en ontra-se em repouso. Isto é, a bobina não está energizada e os ontatosestão na posição de repouso.• A partir do instante T1 em que a bobina for energizada, há um tempo de fe hamento que é pre iso para que a orrente na bobina aumente, rie o ampo magnéti o e leve os ontatos à posição de trabalho (T2). O tempo defe hamento depende da reatân ia da bobina, da tensão da fonte e da onstrução do ontator. Quanto maior foro ontator, maior será o tempo de fe hamento. Normalmente pode-se onsiderar entre 10 ms e 50 ms.• Uma vez que o ontator tenha levado os ontatos à posição de trabalho, ele se en ontra em retenção (T2 a T3).• A partir do instante T3 em que a bobina for desenergizada, omeça o tempo de abertura. Levará um determinadotempo para que o ampo magnéti o de aia e os ontatos voltem à posição (T4). O tempo de abertura pode ser onsiderado entre 5 ms e 20 ms, dependendo do tamanho do ontator.Na Fig. 4.10 é mostrada a simbologia do diagrama de seüên ia utilizado. T1 indi a o instante em que a bobinaserá energizada. Entre as mar as T1 e T2 há tempo de fe hamento.

T1 T2 T3 T4Figura 4.10: Exemplo de Diagrama de seqüên ia.A partir de T2 até T3, o ontator en ontra-se em retenção. O instante de desenergizar a bobina está mar ado emT3. Entre as mar as T3 e T4 de orre o tempo de abertura. T4 indi a �nalmente o instante a partir do qual o ontatoren ontra-se em repouso novamente.Lembre-se: 39

• O tempo de fe hamento é medido desde o instante da energização da bobina até o fe hamento dos ontatos.• O tempo de abertura é medido desde o instante da desenergização da bobina até a separação dos ontatos.Na �g. 4.11 é apresentado um esquema de um omando ujo diagrama de seqüên ia é expli ado em seguida.

13

14

S1

13

14

K1

A1

A2

67

68

A1

A2

43

44

K1

43

44

K2

X1

X2

H1

4

X1

X2

H1

t1=30 s

K2

K1

t2=10 s

F1

K1

K2

55

56

L1

N

321 5Figura 4.11: Exemplo de esquema de omando.Trata-se de um omando ontralado por tempo. Os dispositivos para efetuar isso são os ontatos temporizados dos ontatores K1 e K2. O respe tivo diagrama de seqüên ia é apresentado na Fig. 4.12.

T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8

t1 t2

K1

S1

K2

H1

H2Figura 4.12: Diagrama de seqüên ia do omando da �g. 4.11.Segue-se os passos:• O pro esso é ini iado no a ionamento do botão S1 no instante T1. A bobina K1(A1/A2) será energizadaimediatamente. Esse fato é representado no diagrama por uma linha tra ejada entre S1 e K1.• A partir de T1 até T2 de orre o tempo de fe hamento do ontator K1.• No instante T2 fe ham os ontatos de K1, menos o ontato temporizado K1(67/68). K1(13/14) sela o ontatodo botão S1 e K1(43/44) fe ha o ir uito da lâmpada H1, que a enderá. Veja a linha traçada entre K1 e H1 noinstante T2.• O tempo de retardo (t1) do ontato K1(67/68) onta a partir do instante T2, mar ado no diagrama através deuma seta entre T2 e T4.• T3 mar a somente o momento em que o botão S1 deixa de ser atuado. Isto não tem efeito, porque o ontatoS1(13/14) está selado pelo ontato K1(13/14).• No instante T4 termina o tempo de retardo de K1(67/68). O valor desse tempo está indi ado no esquema(t1=30 s). Observe que o diagrama de seqüên ia está olo ado em es ala. K1(67/68) fe ha o ramal 3 e energizaassim a bobina do ontator K2(A1/A2).• Entre T4 e T5 há o tempo de fe hamento de K2.• A partir de T5 en ontra-se K2 em retenção. O ontato K2(43/44) fe ha o ramal 5, a ionando assim o sinala ústi o (buzina) H2 (veja a linha traçada entre K2 e H2). O tempo de retardo (t2 =10 s) de K2(55/56) ontadesde o instante T5. 40

• T6 mar a o instante em que o tempo de retardo de K2(55/56) terminou. O efeito imediato é a desenergizaçãode K1(A1/A2).• De T6 até T7 de orre o tempo de abertura de K1. Assim que K1(67/68) abre, será desenergizado K2. Alémdisso será interrompido o ramal 4 da lâmpada H1 (veja linha traçada entre K1, K2 e H1 no instante T7).• O tempo de abertura de K2 de orre desde o instante T7 até T8.• No instante T8, será aberto o ontato K2(43/44) e o sinal H2 para de fun ionar. Nesse instante fe ha tambémK2(55/56), mas sem efeito, porque nem S1(13/14) nem S1(13/14) nem K1(13/14) estão fe hados, terminandoassim o i lo de omando.4.7 Blo os aditivos de ContatosCada fabri ante ofere e op ionalmente, para aumentar o número de ontatos dos ontatores, uma variedade de blo osaditivos de ontatos, mais pre isamente de ontatos auxiliares. Esses blo os en aixam fa ilmente na estrutura me âni ados ontatores e � am, uma vez olo ados, atuados simultaneamente omo os demais ontatos dos ontatores.Na Fig. 4.13 é mostrada a simbologia de um ontator om três ontatos de força e um NA (3P+NA) om a adição deum blo o om mais dois NA e dois NF auxiliares (2NA+2NF) . A numeração seqüên ia omeça a ontar nos ontatosdo próprio ontator que ontém, nesse aso, quatro ontatos. Portanto, os ontatos nos blo os aditivos omeçam a sernumerados a partir do número 5.

A1

A2

53

54

61

62

71

72

1

2

3

4

5

6

13

14

83

84Figura 4.13: Simbologia de ontator 3P+NA om adição de 2NA+2NF.

41

Capítulo 5Dispositivos de proteção5.1 IntroduçãoMotores elétri os são equipamentos que podem ser sobre arregados e destruídos fa ilmente. Como eles apresentam ustos onsideráveis, ompensa investir em dispositivos de proteção para eliminar o perigo de destruí-los. Os disposi-tivos de proteção têm omo �nalidade a dete ção de ondições de sobre arga e, em onsequên ia disso, a garantia dedesativação do motor supervisionado.Há duas maneiras de dete tar uma ondição de sobre arga de motores. A primeira é hamada de método diretoe é usada em relés térmi os e guarda-motores om dois enrolamentos separados. Esse método apresenta limitaçõesquando apli ado a motores om enrolamento tipo Dahlander ou motores om enrolamentos separados. Veja isso nasexpli ações do apítulo omandos elétri os.No método indireto é riado um modelo térmi o do motor protegido através de um elemento térmi o. Fisi amente onsiste de uma lâmina bimetáli a que distor e devido à temperatura. Essa lâmina � a aque ida pela orrente domotor. Quando hegar ao ponto de sobre arga, a distorção da lâmina a iona um ontato de sinalização. Esse ontatoé utilizado para ini iar a desativação do motor. Para supervisionar um motor trifási o, é inter alado um elementotérmi o em ada ondutor de fase. Portanto, o modelo térmi o de motores trifási os onsiste de três elementos térmi os.O segundo método é hamado método direto, onde há elementos sensíveis à temperatura in luídos diretamente noenrolamento do motor. Esses elementos sinalizam em onjunto a dispositivos eletr�ni os quando a temperatura doenrolamento do motor ultrapassa o valor admitido. O sinal de sobretemperatura deve ser utilizado para provo ar adesativação do motor através do seu omando. O método direto é sem dúvida o mais seguro, porém mais aro.De modo geral, deve estar presente no sistema de partida os dispositivos de omandos e os de proteção. O sistemade proteção assegura o motor ontra:• falta de fase;• sobre arga;• urto- ir uito;• sobretensões e subtensões (queda de tensão);• danos na ventilação;• aumento de temperatura nos enrolamentos;• defeito de isolação;• queda no forne imento de energia.Todos os equipamentos que estão one tados à rede elétri a ( omo é o aso dos motores elétri os) estão sujeitosa alguma perturbação elétri a ou de ir unstân ia que produz problemas na rede elétri a. As pertubações que maisafetam os motores elétri os e que são mais freqüentes são: sobretensão, queda de tensão (subtensão) ou falta defases, que ausam aumento da orrente absorvida pelo ir uito (no aso, do ir uito do motor); urtos- ir uitos,que são orrentes que podem ter valores muito elevados, devendo ser ontroladas a tempo para evitar graves avariasnos omponentes do ir uito, omo é o aso do ir uito de um motor; rotor bloqueado, sobre arga momentânea ouprolongada, de origem me âni a, que provo a um aumento da orrente absorvida pelo motor e um aque imentoperigoso nos enrolamentos.Para evitar que estes tipos de perturbações ausem avarias nos omponentes dos ir uitos dos motores e pertur-bações na rede de alimentação, utilizam-se Relés térmi os, fusíveis, Guarda-motor, disjuntores.42

5.2 FusíveisSão dispositivos de proteção ontra sobre orrentes que protegem os ir uitos de alimentação ( omo os que alimen-tam motores elétri os) ontra urtos- ir uitos. Também protegem os próprios dispositivos dos ir uitos de omando(também de motores) em aso de um urto- ir uito interno. A operação do fusível é baseada em um elemento fusíveldevidamente projetado, que abre o ir uito, interrompendo-o na o orrên ia de um urto- ir uito. O elemento(ou elo)fusível é basi amente um �o ou uma lâmina, geralmente de obre, prata, estanho, humbo ou liga, alo ado no interiordo orpo do fusível. Este orpo, em geral, é de por elana e está hermeti amente fe hado.5.3 Relé térmi oO réle térmi o seve para dete tar ondições perigosas para motores elétri os. Em onjunto om um omando elétri osimples realiza-se uma proteção de motores ontra: Sobre arga, Falta de fase, Partidas longas e Bloqueios prolongadosdo motor.Relés de proteção não protegem a linha de transmissão ontra urto- ir uito, onsequentemente, é ne essárioempregar ainda fusíveis e/ou disjuntores. Na Fig. 5.1 é mostrada a simbologia de um réle térmi o em um diagramamulti�lar.1

2

3

4

5

6 95

96 98Figura 5.1: Simbologia do relé térmi o.O réle térmi o é inter alado nas 3 fases do motor para dete tar a intensidade de orrente soli itada pelo motor. As orrentes do motor atravessam os três elementos térmi os dentro do relé que aque em na medida da arga do motor.Ao aque er demais, devido à orrente, os elementos térmi os atuam num ontatos auxiliar para sinalizar a sobre argado motor. Isto signi� a que um relé térmi o deve sempre trabalhar em onjunto om um ontator ou um omandoelétri o, para realizar a função. Na Fig. 5.2 é mostrado omo o relé térmi o deve ser inter alado entre o motor e a rede

3

M

L1

L2

L3

1

2

3

4

5

6 95

9698

A1

A2

1

2

3

4

5

6

N

PE

F1

Figura 5.2: Simbologia multi�lar do relé térmi o inter alado à rede de alimentação.de alimentação, usando a simbologia de diagramas multi�lares. O esquema ainda ontém os indispensáveis fusíveis. NaFig. 5.3 é mostrado o mesmo esquema de ligação, porém, na forma uni�lar. Um relé térmi o, uma vez disparado, nãoretornará à posição de repouso automati amente, ele deve ser rearmado manualmente. Isto é importante para evitaruma alimentação inesperada do motor após este ser desligado por ação do relé térmi o. Para o ontrole remoto dosrelés térmi os, há dispositivos que permitem rearmamento e desligamento à distân ia, aumentando assim o onfortode uso.Nos relés térmi os há um meio para ajustar os elementos térmi os, onforme a orrente nominal (In) do motorsupervisionado. Cada tipo de relé obre apenas uma determinada faixa de orrente. Por isto, ada fabri ante forne euma variedade de relés de proteção. O ajuste da orrente nos relés deve ser feito onforme a Eq. (5.1).IPM = 1, 15 até 1, 25IN (5.1)43

3

M

4

3

3

4

F1

Figura 5.3: Simbologia uni�lar do relé térmi o inter alado à rede de alimentação.onde: IN : Corrente nominal do motor.IPM : Corrente de ajuste do réle térmi o.Em asos de motores om um fator de serviço indi ado de igual ou superior a 115% ou motores om uma elevaçãode temperatura adimissível de 40oC, o ajuste pode ser até 125% da orrente nominal (1, 25IN). Nos demais asos, osrelés térmi os devem ser ajustados em 115% da orrente nominal (1, 15IN ).5.4 Guarda-MotorA função de guarda-motores orresponde prin ipalmente à de relés térmi os. Isso in lui também as regras para oajuste dos elementos térmi os onforme a orrente nominal.A diferença é que os guarda-motores dispõem de ontatos para interromper a ligação das fases do motor. Portanto,não são ne essários ontatores em onjunto de guarda-motores para realizar essa função. A atuação dos ontatosfun iona através de arti ulações me âni as no interior do guarda-motor.Guarda-motores servem, além disso, para omandar os motores (ligar, desligar), por meio de botões que interferemnas arti ulações me âni as dos ontatos. Há guarda-motores, hamados de mini haves, que ontém onjuntos de relétérmi o e ontator, i.e, são omandos elétri os ompletos para partida direta.Dependendo do fabri ante, guarda-motores ontêm, além da proteção térmi a, uma proteção ontra sobre orrente,i.e., ontra- urto ir uito. Na Fig. 5.4(a) é mostrada a simbologia de guarda-motores om proteção térmi a e proteção ontra sobre orrente (I�) em diagramas multi�lares. Na Fig. 5.4(b) é mostrado o mesmo guarda-motor, mas usandoa simbologia de diagramas uni�lares.

1

2

3

4

5

6

I I I(a) multi�lar3

(b) uni�lar1

2

3

4

5

6( ) multi�lar3

(d) uni�larFigura 5.4: Simbologia do Guarda-motor: (a) e (b) om proteção de sobre orrente e ( ) e (d) sem proteção desobre orrente.Nas Figs. 5.4( ) e (d) são mostradas as simbologias de guarda-motores sem a proteção ontra sobre orrente emdiagramas multi�lares e em diagramas uni�lares.A inter alação de guarda-motores nos ir uitos de motores orresponde exatamente à reles térmi os omo é mos-trado na �g. 5.5(a), usando a simbologia de esquemas multi�lares. Na �g. 5.5(b) apresenta o mesmo esquema emsimbologia uni�lar.Guarda-motores e relés térmi os são originalmente destinados a sistemas trifási os. Mas eles podem ser apli adospara proteger argas ligadas a uma ou duas fases. A úni a solução é que todos os três elementos térmi os devem seratravessados por orrente de arga. Na �g. 5.6(a) é mostrada a ligação de um relé térmi o inter alado em duas fases(L1/L2), ou em uma fase e o neutro (L1/N). Na �g. 5.6(b) mostra a ligação para sistemas de uma fase só (L1). Istoé, em sistemas monofási os é op ional deixar passar o ondutor de neutro (N) pelo relé térmi o.44

3

M

L1

L2

L3

N

PE

F1

1

2

3

4

5

6

I I I

(a) multi�lar 3

M

4

3

F13

4

(b) uni�larFigura 5.5: Simbologia do Guarda-motor em motor.2 4 6

1 3 5

L1 L2(N)(a) bifási o 2 4 6

1 3 5

L1

(b) monofási oFigura 5.6: Ligação Guarda-motor bifási o/monofasi o.5.5 Fusíveis de fusãoFusíveis de fusão são empregados em omandos de motores omo dispositivos de proteção ontra urto- ir uito. Alémde proteger as linhas alimentadoras, protegem os próprios dispositivos de omando em aso de urto- ir uito interno.Os fusíveis devem ser dimensionados para não reagir em aso de partida difí il, nem em aso de sobre arga. Este é opapel de relés térmi os e guarda-motores.A orrente nominal dos fusíveis deve ser de�nida de a ordo om a intensidade da orrente soli itada pelo motorna fase de partida. O valor nominal dos fusíveis deve ser entre 150% e 300% da orrente nominal do motor. Apor entagem depende da letra ódigo indi ada na pla a do motor. Na tabela 5.1 é mostrado as possíveis letras de ódigo e as por entagens orrespondentes. Letra ódigo Por entagemA 150%B até E 250%F até V 300%Tabela 5.1:Além da orrente nominal de fusivés são identi� adas as propriedades dos mesmos através de lasses de função e lasses de objetos protegidos. As lasses de função são:g: fusívies que suportam a orrente nominal por tempo indeterminado e são apazes de desligar a partir do menorvalor de orrente nominal de desligamento. Este tipo reage à menor intensidade de sobre orrente.a: fusíveis que suportam a orrente nominal por tempo indeterminado e são apazes de desligar a partir de umdeterminado múltiplo do valor da orrente nominal até a orrente nominal de desligamento. Este tipo reage apartir de um valor elevado de sobre orrente.As Classes de objetos protegidos são:L: abos linhas.M: equipamentos eletrome âni os. 45

R: semi ondutores.B: instalações em ondições pesadas (minas).Portanto, os fusíveis são espe i� ados para as lasses de serviço, ompostos de lasse de função e da lasse deobjetos protegido. onsequentemente, as lasses de serviços são indi adas por duas letras:gL: proteção total de abos e linhas em geral.aM: proteção par ial de equipamentos eletrome âni os.aR: proteção par ial de equipamentos eletr�ni os.gR: proteção total de equipamentos eletr�ni os.gB: proteção total de instalações em minas.Geralmente empregam-se fusíveis da lasse de serviço aM. Os fusívies devem ser instalados o mais próximo possívelà linha de alimentação, porém em lugar bem a essível.Para motores até 1CV de potên ia om partida normal, o fusível (ou disjuntor) de proteção do ramal é su� ientetambém omo proteção do motor. Mas deve ser instalado próximo à linha de alimentação e próximo ao motor.Se isso não for possível, re omenda-se a instalação de dois dispositivos de proteção, um próximo ao motor e outropróximo à linha.Ao usar fusíveis omuns ou disjuntores para a proteção de motores, estes devem ter retardo adequado para quenão disparem por ausa da orrente de partida dos motores, a qual pode atingir até 10 vezes a orrente nominal.Há três tipos de fusíveis usados para proteção de motores: Diazed, Neozed e NH. O tipo Diazed (sistema) é semdúvida o mais usado para argas de potên ias baixas até médias.Os omponentes parti ulares dos sistemas Diazed e Neozed são: a base de fusível, o artu ho de fusível, o porta-fusível (tampa ros ada) e os dispositivo de in onfundibilidade (parafuso de ajuste).Os valores nominais de orrente dos fusíveis desses sistemas são identi� ados por ores no fundo dos artu hos enos parafusos de ajuste. Na tabela 5.2 é mostrado os valores nominais dos fusíveis, e as ores orrespondentes.Corrente In 2A 4A 6A 10A 16A 20A 25A 30A 50A 63A 80A 100ACor rosa marron verde vermelho inza azul amarelo preto bran o obre prata vermelhoRos a D D II (E27) D III (E33) D IV (R1/4)Ros a DO DO1 (E14) DO2 (E18) DO3 (30.2)Tabela 5.2: Mar ação de fusíveis Diazed e Neozed por ores.

46

Capítulo 6Comandos Elétri osSerá apresentada uma série de omandos elétri os para vários empregos diferentes. Há uma progressão dos omandossimples até os mais ompli ados. As expli ações dos esquemas presumem o estudo dos apítulos anteriores. Oemprego de ada omando elétri o deve levar em onsideração: a função da máquina; os dispositivos de proteção; a have se ionadora e a segurança do operador.6.1 Comandos de partida diretaComandos de partida direta são os que ligam a tensão de rede diretamente aos motores. Não reduzem o pi o de orrente no momento da partida.Do ponto de vista do motor, a partida direta é melhor, pois os motores são projetados para operar dessa forma,porém motores de potên ia elevada, tem o pi o de orrente na partida muito alto, provo ando uma queda de tensãona rede de alimentação.6.1.1 Partida de motores monofási osEste é o tipo de partida mais simples de ser realizado, ne essita de apenas um ontator. No esquema apresentado naFig. 6.1 é mostrado o ir uito de força e o ir uito de omando unidos num esquema úni o.O relé térmi o F2 é apli ado para desligar o motor, através do ontato F2(95/96), na o orrên ia de uma sobre arga,e a ligação deste é feita de forma que os três elementos térmi os sejam per orridos pela orrente do motor.

1

M

L1

1

2

3

4

5

6

N

PE

F1

31

F3

K1

S

1 3 5

2 4 6

A1

A2

13

14

F2

S1

S0

13

14

K1

K1

21

22

95

96

1

K131 1/231 3/431 5/62 13/14

2

F2

N

Figura 6.1: Comando de partida direta num motor monofási o.47

6.1.2 Partida de motores trifási osNesse aso, o blo o de omando é idênti o ao aso monofási o, a mudança o orre no ir uito de força. Conforme podeser visto na �g. 6.2, em vez do motor monofási o é olo ado um motor trifási o, e om isso o relé térmi o tem seuselementos ligados individualmente em ada fase.L3

1

2

3

4

5

6

N

PE

F1F3

K1

S

1 3 5

2 4 6

A1

A2

13

14

F2

S1

S0

13

14

K1

K1

21

22

95

96

1

K131 1/231 3/431 5/62 13/14

2

3

M

31

F2

N

L2

L1

Figura 6.2: Comando de partida direta num motor trifási o.6.2 Comandos de partida direta om reversãoComandos de partida direta om reversão são os que ligam a tensão da rede diretamente aos motores e permitem ainversão do sentido de rotação. Não reduzem o pi o de orrente no momento da partida.6.2.1 Comando de reversão para motores monofási osNesse tipo de omando, um motor monofási o de seis terminais pode ser a ionado tanto no sentido horário quanto nosentido anti-horário. Na �g. 6.3 é mostrado o ir uito de força e o de omando, os detalhes de omo deve ser feita aligação do motor provém da pla a do mesmo e que é padronizada, onforme foi mostrado na seção 2.3.4.Como esse motor só pode inverter o sentido de rotação quando estiver parado, apli a-se apenas o travamento por ontator, ou seja, quando S1 for a ionado K1 é ligado e desliga K2, e K2 permane erá desligado até que K1 sejadesligado pela ação de S0 e em seguida S2 seja a ionado.Os ontatos de K1 no ramal 31 são responsáveis por um sentido de rotação e os de K2 no ramal 32 pelo sentidoinverso. Por isso, os ontatores K1 e K2 nun a devem ser ativados ao mesmo tempo. A garantia para isto são os ontatos de travamento K1(61/62) no ramal 3 e K2(61/62) no ramal 1.O ondutor fase (L1) está sempre ligado ao terminal 1 do motor, ou pelo ontato K1(1/2), ou por K2(5/6). O ondutor neutro (N) está ligado ao terminal 4 do motor, ou por K1(3/4), ou por K2(7/8). Os demais ontatos do K1e K2 invertem o sentido de ligação dos terminais 5 e 6 do motor para inverter o sentido de rotação.6.2.2 Reversão de motores trifási osA reversão de motores trifási o pode ser realizada de forma direta, sem obrigatoriamente parar o motor, basta apenastro ar a seqüên ia de fases (tal pro edimento é indi ado apenas para motores de baixa potên ia, devido ao elevadopi o de orrente durante a tro a de fases). 48

L1

1

2

3

4

5

6

N

PE

F1

31

K1

S

1 3 5

2 4 6

F2

95

96

F2

1

M

2 3 4 51 6

7

8

1

2

3

4

5

6

K2

7

8

A1

A2

F3

N

S0

A1

A2

13

14

K2

13

14

K2

K2K1

22

21

K1

22

21

1 2 3 4

13

14

S1

13

14

K1

22

21

S2

K131 1/231 3/431 5/631 7/82 13/143 21/22

K232 1/232 3/432 5/632 7/84 13/141 21/22

32

Figura 6.3: Comando de partida direta om reversão num motor monofási o.Neste omando utiliza-se tanto o travamento por ontator quanto o por botões, onforme é mostrado na �g. 6.4.Os ontatos de arga K1 no ramal 31 ligam as três fases diretamente ao motor, e o ontato K2 tro a as fases L1 e L3entre sí.

K131 1/231 3/431 5/6

2 53/543 61/62

K232 1/232 3/432 5/6

4 53/541 61/62

3

M

F1

1

2

3

4

5

6

31 32

K2

A1

A2

13

14

F2

N

S1

S0

53

54

K1

A1

A2

13

14

S2

53

54

K2

K2K1

22

21

S1

22

21

1 2 3 4

61

62K2

61

62K1

S2

F2

95

96

22

21

1 3 5

2 4 6

F2

1

2

3

4

5

6

K1

L1

L2

L3

N

PE

S

Figura 6.4: Comando de partida direta om reversão num motor trifási o.Observa-se que aso K1 e K2 fossem a ionados ao mesmo tempo, haveria um urto- ir uito da fase L1 om L3.49

6.3 Comando de duas velo idadesEsse tipo de omando é apli ado em motores do tipo Dahlander, uja variação de velo idade depende do número depólos magnéti os.

1

2

3

4

5

6

K1

1 3 5

2 4 6

F4

3M

4/2p

1 3 5

6

4

6

F3

1

2

3

4

5

6

K3

1

2

3

4

5

6

K2

F1 F2

L1

L2

L3

N

PE

S

31 32 33

1

5 2

3Figura 6.5: Comando de duas velo idades.

A potên ia para ada velo idade são diferentes, edevido a isso pode-se empregar dois relés térmi os(F3 e F4) e dois jogos de fusíveis. Em motorespequenos, a diferença de orrente é pequena, nãojusti� ando o emprego de dois jogos de fusíveis.Com respeito aos relés, o uso de dois da forma omo está mostrada na �g. 6.5, têm alguns in ove-nientes. Suponha que o motor trabalhe sob arga,pou o antes que o relé dispare, muda-se a velo- idade. A partir desse momento, o segundo relétérmi o � a responsável pela proteção do motor,porém a ondição de arga anterior não será per- ebida, uma vez que este segundo relé estará to-talmente frio. Dessa forma, o motor poderá sersobre arregado apesar do emprego de dois reléstérmi os.Uma solução é fazer o uso somente de um relé paraas duas velo idades. Ajustando o mesmo para apotên ia menor do motor (velo idade baixa). Adesvantagem é que parte onsiderável da potên iada máquina em velo idade alta será perdida.Os ontatos K1 no ramal 32 realiza, a ligação domotor em velo idade baixa. K3 e/ou K2 não po-dem ser a ionados juntamente om K1.

A1

A2

13

14

N

S1

S0

53

54

K1

A1

A2

13

14

S2

53

54

K3

K2K1

22

21

S1

22

21

1 2 3 5

61

62K2

61

62K1

S2

F4

95

96

22

21

F2

F3

95

96

61

62K3

L1

A1

A2

K3

53

54

K2

K331 1/231 3/431 5/64 53/541 61/62

K233 1/233 3/433 5/65 53/541 61/62

K132 1/232 3/432 5/62 53/543 61/62

4

Figura 6.6: Comando de duas velo idades referente a �g. 6.5.

Para o a ionamento em alta velo idade, K2 e K3são a ionados em onjunto (os detalhes dos bornesde ligação devem ser vistos na pla a do motor).Os ontatos do K2 no ramal 33 ligam os terminais1, 2 e 3 do motor entre si, enquanto os ontatos doK3 no ramal 31 one tam as três fases aos termi-nais 4, 5 e 6 do motor.Na �g. 6.6 é mostrado o esquema de omando or-respondente ao ir uito de força da �g. 6.5. Os ontatos dos relés térmi os F3(95/96) e F4(95/96)são ligados em série om o botão S0 (NF), paragarantir que qualquer um dos relés possa desligaro omando em aso de sobre arga.Esse esquema é muito pare ido om o da �g. 6.4.As diferenças são no travamento duplo do ontatorK1 no ramal 1 através de K2(61/62) e K3(61/62),no a ionamento de K2 que o orre somente om oa ionamento de S2 e após K1 ser desenergizado(K1(61/62) fe ha) e K3 é a ionado somente apósK2 entrar em ação, o que é exe utado pelo ontatoK2(53/54) no ramal 5.

50

6.3.1 Comando de reversão para duas velo idadesEste omando adi iona ao omando anterior a opção de inversão no sentido de rotação do motor. Neste, são unidosos esquemas das �gs. 6.4 e 6.6.Nesse aso se fará uso de 4 botões: S1 e S2 para ada sentido de rotação em velo idade baixa, e S3 e S4 para adasentido de rotação em velo idade alta. Por exemplo, a ionando-se S1, o motor girará em um determinado sentido emvelo idade baixa, se após for a ionado S3, o motor permane erá no mesmo sentido de rotação e passará à velo idadealta. Se for a ionado S4, o motor inverte o sentido de rotação de S3 e mantém a mesma velo idade.O diagrama de força é o apresentado na �g. 6.7. Observe que os ontatores K1, K3 e K5 servem para o a ionamentodo motor Dahlander de duas velo idades omo mostrado anteriormente, e K2 e K4 são utilizados para fazer a reversãode velo idade, K2 para a baixa velo idade (em oposição a K1) e K4 para alta velo idade (em oposição K3).

1

2

3

4

5

6

K1

1 3 5

2 4 6

F4

3M

4/2p

1 3 5

6

4

6

F3

1

2

3

4

5

6

K3

1

2

3

4

5

6

K5

F1 F2

L1

L2

L3

N

PE

S

31 32 34

1

5 2

3

1

2

3

4

5

6

K4

1

2

3

4

5

6

K2

2 4

33 35Figura 6.7: Comando de duas velo idades om reversão.Como já se sabe, K3 não pode ser a ionado ao mesmo tempo de K4, nem K1 om K2. Desse modo observa-seno diagrama de omando na �g. 6.8, o travamento entre esses ontatores. Já o ontator K5 só deve ser a ionadojuntamente om K3 ou K4, onforme o aso da seção anterior.6.4 Comando de partida suaveEstes tipos de omandos são apli ados em máquinas de médio e grande porte, tem por objetivo diminuir a orrentena partida, pois aso ontrário, uma orrente elevada pode vir a dani� ar toda a instalação elétri a.Este tipo de ligação são quase ex lusividade de máquinas trifási as, uma vez que as monofási as são no geral debaixa potên ia.6.4.1 Partida Estrela-triânguloNa implementação dessa partida são utilizados três ontatores, onforme é mostrado na �g. 6.9(a). Na ligação emestrela, o ontator K2 deve ser a ionado, realizando a onexão 4, 5 e 6 entre si do motor. O ontator K1, liga o motoràs três fases da rede.Para mudar para a ligação triângulo K2 é desativado e logo após K3 é a ionado. Para evitar um urto- ir uito,K2 e K3 nun a devem ser ligados simultaneamente. Outro detalhe é que sempre a ligação estrela deve ante eder aligação triângulo, pois se a seqüên ia for modi� ada, não haverá a redução da orrente de partida.51

A1

A2

13

14

S3

S3

13

14

K3

A1

A2

33

34

13

14

K5

K5K3

22

21

51

52K3

S3

F4

95

96

F2

F3

95

96

L1

S022

21

S422

21

61

62K3

61

62K4

61

62K5

1 2 3 54

A1

A2

13

14

S1

13

14

K1

A1

A2

13

14

S2

13

14

K2

K2K1

S1

22

21

51

52K2

51

52K1

S2

22

21

N

51

52K4

A1

A2

13

14

13

14

K4

K4

S4

33

34

S4

53

54

K5

S132

31

S232

31

61

62K1

61

62K2

6 7 8 9 10 11

K133 1/233 3/433 5/62 13/143 51/525 61/62

K234 1/235 3/434 5/64 13/141 51/525 61/62

K331 1/231 3/431 5/66 13/147 51/521 61/62

K432 1/232 3/432 5/68 13/145 51/521 61/62

K535 1/235 3/435 5/611 13/145 53/541 61/62Figura 6.8: Comando de duas velo idades om reversão.Na �g. 6.9(b) é mostrado o diagrama de omando da partida estrela-triangulo, manejada por botões. O botão S1parte a máquina em estrela e, o S2 modi� a a ligação para triângulo. Observe que não há possibilidade da partidao orrer em triângulo, uma vez que S2 só terá efeito após S1.Pressionando S1 o ontator K2(A1/A2) no ramal 1, ujos ontatos no ramal 33 ligam os terminais 4, 5 e 6 domotor entre si. O ontato K2(53/54) atua em K1(A1/A2), ujos ontaos realizam a onexão das fases aos terminais1, 2 e 3 do motor.O ontato K2(61/62) no ramal 3 evita que K3(A1/A2) seja ativado juntamente om o próprio K2. O selo éfeito pelo ontato K1(13/14) no ramal 3, e evita que K1(A1/A2) seja desligado quando S2(21/22) for a ionado parainterromper K2(A1/A2).O a ionamento de S2(21/22), fe ha o ontato K2(61/62) no ramal 3, já que K2(A1/A2) é desenergizado no ramal 1.Assim K3(A1/A2) é energizado, e perman e assim, juntamente om K1, até que S0 seja a ionado para o desligamentodo motor.A partida estrela-triangulo por botões permite que o operador es olha, em ada vez que for dada a partida, omomento da mudança. Essa �exibilidade pode as vezes pois está su eptível à falhas de operação (mudança antes deatingir a velo idade de regime). Para orrigir este problema, utiliza-se no lugar de S2 um ontato temporizado ( om otempo prede�ndo de a ordo om o motor a ser a ionado), para efetuar a mudança de estrela para triângulo no instanteadequado. 52

1

2

3

4

5

6

K3

3M

1 3 5

6

4

6

F2

1

2

3

4

5

6

K1

1

2

3

4

5

6

K2

F1

L1

L2

L3

N

PE

S

31 32 33

1

5

2

3 (a) forçaA1

A2

13

14

N

S1

S0

K2

A1

A2

53

54

S2

13

14

K1

K1K2

22

21

1 2 3

21

22

61

62K2

22

21

F3

F2

95

96

K3

L1

A1

A2

K3

K332 1/232 3/432 5/61 21/22

K233 1/233 3/433 5/62 53/543 61/62

K131 1/231 3/431 5/63 13/14(b) ComandoFigura 6.9: Esquema de partida estrela-triângulo.6.4.2 Comando de reversão om partida estrela�triânguloTendo em vista a ne essidade de inversão no sentido de rotação de motores de médio e grande porte. Faz-se ne essárioa oplar a ligação de reversão de rotação à partida estrela-triângulo.

1

2

3

4

5

6

K4

3M

1 3 5

6

4

6

F2

1

2

3

4

5

6

K2

1

2

3

4

5

6

K3

F1

L1

L2

L3

N

PE

S

31 32 33

1

5

2

3

1

2

3

4

5

6

K1

Figura 6.10: Esquema de for a estrela-triângulo omreversão.

O ir uito mostrado na �g. 6.10 é implementação dessaligação. Nota-se que é uma junção das �gs. 6.9(a) e 6.4.O ontator K2 é o responsável pela inversão no sentidode rotação, � a ativo quando K1 está desativado e vi e-versa. O ir uito de omando dessa ligação está apresen-tado na �g. 6.11.Utiliza-se quatro botões: S0, S1, S2 e S3, S0 tem a funçãode desligar o motor, S1 e S2 partem o motor na ligaçãoestrela, ada um num sentido diferente. S3 modi� a aligação para triângulo, mantendo o sentido de rotação jáanteriormente estabele ido.A forma de ligar os ontatos K1(13/14) ramal 2 eK2(13/14) no ramal 4 elimina a possibilidade de invertero sentido de rotação diretamente pelo a ionamento S2, aso S1 tenha sido a ionado primeiro, e vi e-versa. Deoutro modo, o motor inverterá o sentido de rotação apósparar (a ionar S0).Neste esquema os ontatos de travamento por botãoS1(21/22) e S2(21/22) são desativados (devido ao selodo ramal 2 e 4), a importân ia deles é para impedir quehaja no momento de ligar o motor, um urto- ir uito asoambos os botões (S1 e S2) sejam pressionados ao mesmotempo, por manejo inadequado do operador.O botão S3 ini ia a ondução do motor para o esquematriângulo, interrompendo antes o ramal 5 de K3(A1/A2)através de S3(21/22) e em seguida ativando o ramal 7 de K4(A1/A2). Observe que K4 só é a ionado depois deK3(21/22) voltar a posição de repouso, ou seja, desativação de K3.53

A1

A2

13

14

N

S1

S0

K1

A1

A2

13

14

S3

53

54

K1

K2K1

22

21

1 2 3

61

62

61

62K4

22

21

F3

F2

95

96

K2

L1

A1

A2

K3

K333 1/233 3/433 5/67 21/22

K232 1/232 3/432 5/63 13/146 53/541 61/62

K131 1/231 3/431 5/62 13/145 53/543 61/62

13

14

S2

K2

13

14

S1

61

62

22

21

K1

53

54

K2

S2

22

21

13

14

S3

21

22K3

A1

A2

K4

53

54

K4

4 5 6 7 8

K432 1/232 3/432 5/68 53/545 61/62Figura 6.11: Comando da partida estrela-triângulo om reversão.6.4.3 Comando de partida série paralelo

1

2

3

4

5

6

K4

3M

1 3 5

6

4

6

F2

1

2

3

4

5

6

K2

1

2

3

4

5

6

K3

F1

L1

L2

L3

N

PE

S

31 32 33

15

2

3

1

2

3

4

5

6

K1

4 5 6

1 2 3

34

4 5

Figura 6.12: Partida série-paralelo 760 V para 380 V.

O ir uito de força é mostrado na �g. 6.12. Na par-tida de um motor (220/380/440/760), a ligação emestrela-série (760 V) é utilizada primeiramente, dessemodo os ontatores K1 e K3 devem ser a ionados noprimeiro impulso de S1. Após o tempo ne essário paraal ançar o regime permanente, abre-se o ontato K3no ramal 3 e liga-se K4 e K2 nos ramais 4 e 5 su- essivamente, onforme é mostrado na �g. 6.13. Odetalhe é que K1 permane e ativo nos dois estágiosda partida. No segundo estágio o motor é a ionadona tensão de 380 V orrespondente a uma duplo Y.Caso o sistema de alimentação seja 220 V fase-fase,seria possível es olher omo estágio �nal de partida,a ligação em delta-paralelo, e nesse passaria de 760 Vda estrela-série, para o delta-paralelo.

54

K131 1/231 3/431 5/62 13/14

K234 1/234 3/434 5/64 13/143 11/12

A1

A2

13

14

F2

N

S1

S0

13

14

K1

A1

A2

K3K1

22

21

1 2 3 4

11

12K2

11

12K4

F2

95

96

A1

A2Kt

t2

16 18

1513

14

K2

11

12K3

A1

A2

K4

A1

A2

K2

5

K333 1/233 3/433 5/64 11/12

K432 1/232 3/432 5/63 11/12

L1

Figura 6.13: Comando da partida série-paralelo 760 V para 380 V.6.4.4 Comando de partida om autotransformadorNesta ligação a redução da orrente de partida o orre pela redução da tensão forne ida ao motor, que se dá atravésde um autotransformador.

1

2

3

4

5

6

F1

K1

S

1 3 5

2 4 6

3 D

M

31

F2

1

2

3

4

5

6

K3

1

2

3

4

5

6

K2

T1

32 33

L1

L2

L3

N

PE

Figura 6.14: Esquema força have ompensa-dora.

O esquema de força está apresentado na �g. 6.14. Durante apartida os ontatos de K1 são ativados no ramal 31, que one -tam o autotransformador T1 à rede de alimentação. A ligaçãodo trafo ao motor é feita através dos ontatos de K2 no ramal32.No esquema apresentado, o relé térmi o não registra a orrentede partida, dessa forma o motor não está protegido durante apartida, Após o motor ter al ançado a velo idade de regime,a rede será ligada diretamente ao motor pelos ontatos K3 noramal 33. Porém antes disso K1 e K2 devem ser desativados.No esquema de omando, mostrado na �g. 6.15 foi utilizado um ontator temporizado K4 no ramal 5, para garantir que o motornão �que inde�nidamente ligado por meio do transformador. Obotão S1 ini ia a partida do motor, nesse instante as bobinasde K1 e K2 são energizadas respe tivamente nos ramais 1 e 3.O ontato K2(53/54) no ramal 4 liga o ontator K4. Após otempo de retardo de K4, K1 e K2 são desativados por meio do ontato K4(55/56) no ramal 1, e K3 é en�m ativado por meiodo ontato K4(67/68) no ramal 7, após K1(61/62) e K2(61/62)voltarem para o repouso.O ontator K4 é então desligado, pelo ontato K3(61/62) no ra-mal 5, após K3 ser ativado, tal pro edimento é desne essário doponto de vista de omando, mas ele é adotado porque alguns blo- os temporizados não podem � ar ligados inde�nidamente. Casoo temporizador possa ser one tado inde�nidamente, retira-se o ontato K3(61/62). 55

A1

A2

53

54

N

K2

S0

K4

A1

A2

13

14

K2K1

22

21

1 2 3

51

52

61

62K3

F3

F2

95

96

K2

L1

A1

A2

K4

K45 13/14

21/2231/3243/44

1 55/566 67/68

K131 1/231 3/431 5/6

13/145 53/547 61/62

K4

56

55 61

62K1

A1

A2

K3

4 5 6 7

53

54

K1

67

68

K4 K3

13

14

13

14

S1 K1

13

14

61

62K2

K232 1/232 3/432 5/62 13/144 53/547 61/62

K333 1/233 3/433 5/67 13/141 51/525 61/62Figura 6.15: Comando da partida om have ompensadora.6.5 Comando de freioEm determinadas apli ações, se faz ne essário que a parada da máquina elétri a seja imediata, um exemplo é oelevador, que quando o andar soli itado é al ançado, o mesmo deve parar rapidamente, evitando que o mesmo passepara o andar superior, ou �que fora do alinhamento om o respe tivo andar.Outro exemplo de uso desse omando são em apli ações que envolvam ris o à segurança do operador, omo no asode máquinas de orte. O omando de freio é mais omumente utilizado em motores espe í� os para a frenagem.6.5.1 freio por ontra orrenteO freio por ontra orrente é empregado em motores de baixa potên ia, nele é apli ado a inversão das tensões, e omotor é desligado antes de ini iar o giro no sentido ontrário, por meio de uma have entrífuga.O ir uito de força é mostrado na �g. 6.16(a), observe que o esquema é o mesmo da reversão de velo idade da�g. 6.4, ex eto pela presença do platinado SN ( have entrífuga), este último é ativado quando o motor é ativado e sóé desativado quando a velo idade do motor estiver muito baixa.O omando para esta partida é bastante simples, onforme é mostrado na �g. 6.16(b). O a ionamento do motoré feito pelo botão S1, que ao ser pressionado ativa o ontator de força K1, que permane e ativado até o momento dodesligamento do motor pelo botão S0.S0 desliga apenas o ramal 1, no ramal 3 é ativado o ontator K2 (invertendo o sentido do ampo girante), já que o ontato SN(14/11) está fe hado e K1 está desativado. K2 será desativado por meio de SN(14/11) que se abrirá quandoo motor atingir uma velo idade baixa.O esquema de omando da �g. 6.16(b) pode ser empregado, sem modi� ações, para exe utar o freio por orrente ontínua, que onsiste em tro ar a alimentação alternada trifási a do estator por uma alimentação em CC. O ir uitode força para o freio om orrente ontínua é mostrado na �g. 6.16( ).6.5.2 Motor freioAlguns motores espe iais possuem um dispositivo de frenagem me âni a, são pastilhas de freio que são a ionadasquando o motor é desligado. 56

3

M

F1

1

2

3

4

5

6

31 32

K2

1 3 5

2 4 6

F2

1

2

3

4

5

6

K1

L1

L2

L3

N

PE

S

n>

SN12

11

14(a) forçaK1

31 1/231 3/431 5/62 53/543 61/62

K232 1/232 3/432 5/64 53/541 61/62

A1

A2

13

14

F2

N

S1

S0

53

54

K1

A1

A2

13

14

53

54

K2

K2K1

22

21

1 2 3 4

61

62K2

61

62K1

S0

F2

95

96

14

11

SN n>

(b) omando 3

M

F1

1

2

3

4

31 32

K2

1 3 5

2 4 6

F2

1

2

3

4

5

6

K1

L1

L2

L3

N

PE

S

n>

SN12

11

14

L+

L-

F1

( ) frenagem em CCFigura 6.16: Comando de freio por ontra orrente (a) e (b), e orrente ontínua ( ).

3

M

F1

1 3 5

2 4 6

F2

1

2

3

4

5

6

K1

L1

L2

L3

N

PE

S

VCC+-

Eletroimã

F1

31

PonteRetificadora

(a) Lenta 3

M

F1

31

1 3 5

2 4 6

F2

1

2

3

4

5

6

K1

L1

L2

L3

N

PE

S

VCC+-

PonteRetificadora

Eletroimã

7

8

(b) Média 3

M

F1

31

1 3 5

2 4 6

F2

1

2

3

4

5

6

K1

L1

L2

L3

N

PE

S

VCC+-

PonteRetificadora

Eletroimã

7

8

( ) RápidaFigura 6.17: Tipos de frenagem om motor freio.Neste tipo de motor é a oplado um reti� ador que alimenta um eletroimã, ao ser energizado o eletroíma retrai aspastilhas de freio, permitindo que o rotor gire livremente.O motor utilizado no laboratório permite o uso de três tipos de freio: Frenagem lenta, frenagem média e frenagemrápida; Os esquemas de ligação são mostrados nas �gs. 6.17(a), (b) e ( ).57

6.6 Comandos seqüên iaisEstes tipos de omando são utilizados para realizar mais de uma função no mesmo botão, ou seja, a função asso iadaa ada botão dependerá do estado da função do omando. Por exemplo, um botão pode ligar um máquina, quando elaestiver no estado desativada; e o mesmo botão poderá desliga-la quando estiver no estado a ionada. Desse modohá uma e onomia de botões, porém há uma maior exigên ia na de�nição de ada botão.6.6.1 omando para um onsumidor

3

M

4

3

F13

4

K3

4

M1

3

4

F2

3/N/PE

31

S

Figura 6.18: Con-sumidor úni o.

Nesta situação, utiliza-se um mesmo botão para ligar e desligar. Tal sistema é geralmenteempregado em sistemas de iluminação, mas aqui é exempli� ado om um motor trifási o. O ir uito de força está mostrado na �g. 6.18.O ir uito de omando ontém o ontator de arga K3 e mais dois ontatores auxiliares K1 e K2,o diagrama é mostrado na �g. 6.19. Ao prsssionar S1 pela primeira vez, a bobina K1 é a ionadano ramal 1, fe ha-se o ontato K1(43/44) no ramal 5 que ativa diretamente a bobina K3 nomesmo ramal (o motor parte). Estando K3 ativado, o ontato K3(61/62) no ramal 1 abre, masK1 permane e energizado devido ao selo K1(13/14) no ramal 2, até que S1(13/14) abra.O ontato S1 no ramal 1 interrompe a alimentação dos ramais 1 a 4, mas não no ramal 5.Mantem-se K3 ativo devido o selo K3(13/14) no ramal 6.Para desligar a arga, deve-se pressionar o botão S1 novamente, e note que agora K1 não é maisenergizado pois K3(61/62) no ramal 1 está aberto. Nesta segunda vez quem é a ionado é K2no ramal 3, devido ao ontato K3(53/54). Ao ser a ionado, K2 interrompe K3 pela abertura do ontato K2(31/32) no ramal 5. A função dos ontatos K1(21/22) e K2(21/22) nos ramais 1 e3 é retardar o efeito dos ontatos de K3 para a próxima vez em que S1 for pressionado. Paraestudar o efeito, pode-se desativar esses dois ontatos e observar a reação do omando.

A1

A2

N

K1

14

13

1 2

K4

K12 13/143 21/229 43/44

22

21

4 6

S1

K24 13/145 21/22

11 31/32

43

44

K11

13

14

K1

A1

A2

K11

K1

13

14

K11

62

61

53

54

K11

K2

13

14

K12

62

61

53

54

K12

K3

13

14

K13

62

61

53

54

K13

K4

13

14

A1

A2

K2

3

K122

21

A1

A2

K3

5

K222

21

A1

A2

K4

7

K322

21

8

43

44

K12

13

14

K2

A1

A2

K12 K13

K4

32

31

K36 13/147 21/22

13 43/44

K48 13/141 21/229 31/32

K1131 1/231 3/431 5/610 13/143 53/541 61/62

K1232 1/232 3/432 5/612 13/145 53/543 61/62

K1333 1/233 3/433 5/614 13/147 53/545 61/62

9 10 11 12

K13

13

14

43

44

K3

A1

A2

13 14

F3

F4

95

96

L1

F3

95

96

F2

95

96

Figura 6.19: Cir uito seqüen ial de omando de um onsumidor.58

6.6.2 Comando para três onsumidores (primeiro tipo)Com a �nalidade de demonstrar algumas das possibilidades de omandos elétri os, serão apresentados quatro esquemaspara omandar três motores por meio de um só omando. São dois omandos seqüen ias e dois omandos ontroladospor tempo. Em máquinas de múltiplos motores, há freqüentemente uma seqüên ia de�nida da ligação dos motores,porque a atuação dos motores em seqüên ia errada provo aria avaria.

3

M

4

3

F13

4

K11

4

M1

3

4

F2

3/N/PE

31

S

3

M

4

3K12

M2

F3

32

3

M

4

3K13

M3

F4

33

4

4 4

Figura 6.20: Cir uito seqüen ial de força de três on-sumidores.

O diagrama uni�lar do ir uito de força om os três motoresM1, M2 e M3 é mostrado na �g. 6.20, juntamente om ostrês ontatores K11 a K13. Esse ir uito de força será usadoem todos os quatro exemplos.No primeiro esquema de omando, mostrado na �g. 6.21, ofun ionamento o orre do seguinte modo: partindo do estadodesligado dos três motores, ada impulso do botão S1 ativaráum motor, na seqüên ia M1, M2 e M3. O quarto impulsodesligará todos eles de uma só vez. O prin ípio de funçãodos ontatores auxiliares de K1 a K4 é similar ao esquemaanterior mostrado na �g. 6.19 e no diagrama de seqüên iamostrado na �g. 6.22, observa-se omo ada impulso de S1efetua um outro ontator auxiliar.Ao ativar K1 no primeiro impulso, será ligado o K11, e assimo motor M1. O segundo impulso ativa K2, K12 e M2. Peloter eiro impulso serão ativados K3, K13 e M3. O quartoimpulso ligará apenas K4, o qual desliga todos os ontatoresde arga através de K4(31/32) no ramal 9.

A1

A2

N

K1

14

13

1 2

F3

F2

95

96

K4

L1

K12 13/143 21/229 43/44

22

21

4 6

S1

K24 13/145 21/22

11 31/32

43

44

K11

13

14

K1

A1

A2

K11

K1

13

14

K11

62

61

53

54

K11

K2

13

14

K12

62

61

53

54

K12

K3

13

14

K13

62

61

53

54

K13

K4

13

14

A1

A2

K2

3

K122

21

A1

A2

K3

5

K222

21

A1

A2

K4

7

K322

21

8

43

44

K12

13

14

K2

A1

A2

K12 K13

K4

32

31

K36 13/147 21/22

13 43/44

K48 13/141 21/229 31/32

K1131 1/231 3/431 5/610 13/143 53/541 61/62

K1232 1/232 3/432 5/612 13/145 53/543 61/62

K1333 1/233 3/433 5/614 13/147 53/545 61/62

9 10 11 12

K13

13

14

43

44

K3

A1

A2

13 14

Figura 6.21: Cir uito de omando seqüen ial de força de três onsumidores.Neste esquema existe apenas quatro situações distintas: todos os ontatores desativados, K11 ativado, K11 e K12ativados e K11, K12 e K13. Para ada situação um ontator auxiliar é ativado pelo próximo impulso de S1.O estado 1 (nenhum ontatores ativados) é identi� ado pelo ontator K11 que somente neste estado é desativado.A partir do primeiro impulso de S1, K11 é ativado e passa-se ao estado 2 (nessa situação, observe que K1 não énovamente a ionado, devido ao ontato K11(61/62) no ramal 1 permane er aberto).No estado 3, K2 é a ionado pelo fe hamento do ontato K11(53/54), no ramal 3, no estado 2 e pelo segundo impulso59

de S1 (por meio do ontato K11(53/54) é assegurado que K2 seja a ionado somente após K11). O a ionamento de K2a ativa K12 no ramal 11.

T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8

K1

S1

K2

K3

K4

K11

K12

K13

1º 2º 3º 4º

T9Figura 6.22: Diagrama seqüen ial para três onsumidores (1o tipo).O estado 4 o orre no ter eiro impulso de S1, nessa situação K2 não pode ser a ionado novamente devido ao ontatoK12(61/62) no ramal 3, que foi desativado no estado 3. K3 é a ionado nesse estado, no ramal 5, já que K12(53/54)foi fe hado no estado 2. Com a ativação de K13, no ramal 13, o ramal 5 é desativado pela abertura de K13(61/62).Esse estado possibilita a atuação do ontator K4, através do fe hamento de K13(53/54) no ramal 7.No quarto impulso de S1, K4 é a ionado no ramal 7 e desativa os ontatores K11, K12 e K13, através do ontatoK4(31/32) que é aberto nesse instante.6.6.3 Comando para três onsumidores (segundo tipo)Este segundo tipo é semelhante ao anterior, a diferença é que o desligamento aqui é feito na seqüên ia M1, M2 e M3,em vez dos três ao mesmo tempo. Logo, a função do botão S1 é ativar um motor após o outro e desativar um após o

T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8

K1

S1

K2

K3

K4

K11

K12

K13

1º 2º 3º 4º

T9

5º 6º

K5

K6

T10 T11T12Figura 6.23: Diagrama seqüen ial para três onsumidores (2o tipo).outro. O ir uito de força é o mesmo anterior (ver �g. 6.20). Já o ir uito de omando e o diagrama de seqüên ia são60

modi� ados.O ir uito de omando segue a mesma lógi a do mostrado anteriormente (�g. 6.21), aqui são a res entados maisdois ontatores para fazer o desligamento de M2 e M3, enquanto o K4 (do aso anterior) faz o desligamento de M1.

A1

A2

N

K1

14

13

1 2

F3

F4

95

96

K6

K12 13/143 21/22

13 43/44

22

21

4 6

S1

K24 13/145 21/22

15 43/44

43

44

K11

13

14

K1

A1

A2

K11

K1

13

14

K11

62

61

53

54

K11

K2

13

14

K12

62

61

53

54

K12

K3

13

14

K13

72

71

53

54

K13

K4

13

14

A1

A2

K2

3

K122

21

A1

A2

K3

5

K222

21

A1

A2

K4

7

K322

21

8

43

44

K12

13

14

K2

A1

A2

K12 K13

K4

32

31

K36 13/147 21/2217 43/44

K48 13/149 21/22

13 31/32

K1131 1/231 3/431 5/614 13/143 53/541 61/629 71/727 83/84

K1232 1/232 3/432 5/616 13/14

5 53/543 61/62

11 71/729 83/84

K1333 1/233 3/433 5/618 13/14

7 53/541 61/625 71/72

11 83/84

9 10 11 12

K13

13

14

43

44

K3

A1

A2

13 14

K11

63

64

83

84

K12

K5

13

14

K11

72

71

A1

A2

K5

K422

21

83

84

K13

K6

13

14

K12

72

71

A1

A2

K6

K522

21

K13

62

61 K5

32

31

K6

32

31

L1

F3

95

96

F2

95

96

15 1716 18

K510 13/1411 21/2215 31/32

K612 13/14

1 21/2217 31/32

Figura 6.24: Cir uito de omando seqüen ial de força de três onsumidores (2o tipo).No ramal 7 da �g. 6.24, tem-se a energização de K4 quando K11 já está a ionado (fe ha-se K11(83/84)) juntamente om K13 (fe ha-se K13(53/54)), e o orre um novo impulso de S1. Observe no ramal 9 e 11, que os ontatos K11(71/72)e K12(71/72) são olo ados em série om K12(83/84) e K13(83/84) respe tivamente, para garantir que K12 só sejadesenergizado após K11, e K13 após K12 ser desativado, garante-se, desse modo, a seqüên ia na desativação de M1,M2 e M3.Nesse esquema são identi� ados seis estados distintos, que estão mostrados no diagrama de seqüên ia na �g. 6.236.7 Comandos ontrolados por tempoComandos ontrolados por tempo são os que tem uma seqüên ia de ações que são exe utadas automati amente atravésde um ontrole interno. De outro modo, para passar de um estado para outro, numa seqüên ia, não há o empregode ação externa (impulso por botões por exemplo). Neste tipo de omando, o temporizador é o responsável por esta ara terísti a.6.7.1 Comando para três onsumidores(ter eiro tipo)Este exemplo de omando é similar ao omando apresentado na seção 6.6.2, a diferença é neste aso, o botão S1 serápressionado apenas uma vez para dar partida e outra para parar. Após a partida de M1, o temporizador para éa ionado, após atingido o tempo M2 é ativado e assim su essivamente.O ir uito de omando desse omando é mostrado na �g. 6.25, e a des rição grá� a é mostrada no diagrama da�g. 6.26.Analizando o ir uito de omando tem-se: ao pressionar, pela primeira vez, o botão S1, será a ionada a bobinado K1 no ramal 1, e o ontator de arga K11 logo em seguida, através do ontato K1(43/44) no ramal 5. Não houvemais ondição de a re entar um blo o de ontatos temporizado ao ontator K11, pois esse lugar já está o upado por61

K36 13/141 21/223 43/447 67/68

A1

A2

N

K1

14

13

1 2

F4

95

96

K222

21

4 6

S1

K1

13

14

43

44

K1

3

A1

A2

K11

5

K3

14

13

7 8

K3

22

21

L1

F3

95

96

F2

95

96

A1

A2

K2

K122

21

K2

13

14

K3

44

43 13

14

K3

A1

A2

K3

K3

68

67

A1

A2

K12

K12

68

67

A1

A2

K13

K24 13/141 21/225 31/32

K12 13/143 21/225 43/44

K1131 1/231 3/431 5/66 13/14

K1232 1/232 3/432 5/68 67/68

K1333 1/233 3/433 5/6

13/14

t1 t2

32

31

Figura 6.25: Cir uito de omando seqüen ial de força de três onsumidores (3o tipo). ontatos auxiliares. Por isso, o ontator auxiliar K3 está ligado em paralelo a K11 para arregar o blo o temporizado.O ontato K3(13/14) sela o ontato K1(43/44) no ramal 5 e mantém os ontatores K11 e K3 a ionados, mesmo quandoK1 for desativado ao S1 abrir.

T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8

K1

S1

K2

K3

K11

K12

K13

1º

T9

2º

t1

t2Figura 6.26: Diagrama de omando seqüen ial de força de três onsumidores (3o tipo).Após o retardo de K3, será ativado K12 através de K3(67/68) no ramal 7 e, onsequentemente, o motor M2. O ontator K12 também está equipado om um blo o temporizado que determina o retardo de ligação para o motro M3.Asii que o temp de retado de K12 a aba, será ligado K13 através de K12(67/68) no ramal 8, e em onseqüên ia omotor M3.O omando permane erá nesse estado até ser desativado por um segundo impulso de S1. Este impulso de S1 serádesviado para K2, devido aos ontatos do K3 nos ramais 1 e 3. Assim que K2 for ativado, interromperá o ir uito dos ontatores de arga por meio do ontato K2(31/32) no ramal 5.62

6.7.2 Comando para três onsumidores (quarto tipo)Este omando atua de forma semelhante ao segundo tipo, porém após o primeiro impulso de S1, a seqüên ia dea ionamento de M1, M2 e M3 é feita de forma temporizada. E o desligamento também o orre de forma temporizada,após o segundo impulso de S2.No esquema de omando, na �g. 6.27, repete-se a ombinação dos ontatores K1 e K2. O primeiro impulso de S1ativará K11 de forma similar ao omando anterior. A ondução da seqüên ia pelo blo o temporizado de K3 que ligaK12 om retardo e a passagem retardada de K12 para K13 também já foram expli adas anteriormente.

K36 13/141 21/223 43/448 67/68

A1

A2

N

K1

14

13

1 2

F3

F4

95

96

K222

21

4 6

S1

K1

13

14

43

44

3

A1

A2

K11

5

K3

14

13

7 8

K4

22

21

K3

22

21

L1

F3

95

96

F2

95

96

A1

A2

K2

K122

21

K2

13

14

K3

44

43

13

14K3

A1

A2

K3

K3

68

67

A1

A2

K12

A1

A2

K13

K24 13/141 21/22

12 43/44

K12 13/143 21/225 43/44

K1131 1/231 3/431 5/67 13/14

K1232 1/232 3/432 5/69 13/14

10 67/68

K1333 1/233 3/433 5/612 53/5411 63/64

t1 t2

K1

56

55

13

14K12

K4

K12

68

67

56

55

13

14K13

K5

43

44

A1

A2K4

9

13

14K4

53

54K13

K2

t3 A1

A2K5

t4

68

67

K4

10 11 12 13 14

K413 13/145 21/228 55/56

14 67/68

K510 55/56

Figura 6.27: Cir uito de omando seqüen ial de força de três onsumidores (4o tipo).A diferença en ontra-se no me anismo de desligamento do omando. O segundo impulso de S1 é desviado para o ontator auxiliar K2. O ontato K2(43/44) no ramal 12 ativa K4. Em onseqüên ia, o ontato K4(21/22) no ramal 5desliga imediatamente os ontatores K11 e K3.O tempo de retardo de K4 determina o momento em que K4(55/56) desativa o ontato de arga K12, e assim omotor M2. O segundo ontato de K4 ativa o ontato auxiliar K5 no ramal 14. Este ontator está também equipado om um blo o temporizado. Após o retardo de K5, será desativado o último ontator de arga K13 no ramal e, onseqüentemente, o motor M3. O diagrama seqüên ial da �g. 6.28 expli ita gra� amente este omportamento.

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K1

S1

K2

K3

K11

K12

K13

1º 2º

t1

t2

K4

K5

t3

t4

t3

T1T2T3 T4 T5 T6 T7 T8 T13T9 T10 T11 T12 T14 T15 T16Figura 6.28: Diagrama de omando seqüen ial de força de três onsumidores (4o tipo).

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