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MANUAL DE COMANDOS
INDUSTRIAIS
F N 220Vca ~ 60Hz
~220Vca
F N
L N I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I
Q1 Q2 Q3 Q
Q1 Q2 Q3 Q
U V W L1 L2 SC^ SB^ SA LI1 LI2 LI3 LI4 + PO PA PB +10 AI1 COM AIC AI2 LO LO+ 123456 STOP 1234 MO 17:52 Z? Z1 Z Q1 Q2 Q3 Q Programa Param Simula RUN STOP CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DO CEARÁ Raimundo César Gênova de Castro
SUMÁRIO:
**_1) Apresentação do laboratório de Comandos Industriais;
- Símbolos gráficos de eletricidade/eletrônica;
- Apresentação, identificação e teste dos materiais e equipamentos;
- Esquemas de ligação, Identificação e testes de motores elétricos;
- Comandos Elétricos Industriais convencionais;
- Acionamento de motores através de Chaves estáticas tipo Soft-Starter;
- Acionamento de motores com velocidade e freqüência variável através do Inversor de Freqüência;
- Comando e controle através de módulo lógico programável em automação predial e industrial;
- Aplicação integrada do módulo lógico programável com o inversor de freqüência;
- Aplicação do Motofreio monodisco;
- Aplicação do Motordrive;
- Aplicação do Moto-redutor;
- Questionários; 14)Terminologia atualizada incluindo a eletrônica de potência;
- Esquemas e projetos complementares._** Manual de Comandos Industriais TODOS OS DIREITOS RESERVADOS – É proibida a reprodução total ou parcial desta publicação, de qualquer forma ou por qualquer meio, sem prévia autorização, por escrito, do autor. O Código Penal Brasileiro determina no artigo 184, penas contra a violação do direito autoral, “DOS CRIMES CONTRA A PROPRIEDADE INTELECTUAL”.
10ª Edição Ano:
Castro, Raimundo César Gênova.
Manual de Comandos Industriais / Raimundo César Gênova de Castro
Fortaleza-CE: Centro Federal de Educação Tecnológica – CEFET-CE, Out. 2004.
1. Comandos Industriais I. Título
VALORIZE SUA FORMAÇÃO PROFISSIONAL, SEU FUTURO, SUA CONSCIÊNCIA. EDUCANDO PARA A VIDA.
Prof. Gênova
CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DO CEARÁ – CEFET-CE CURSO DE ELETROTÉCNICA MANUAL DE COMANDOS INDUSTRIAIS ÍNDICE Prof. Gênova Comando para partida direta de MIT, com reversão no sentido de rotação e acionamento remoto Acionamento do motor de indução monofásico de fase dividida, com partida à capacitor, com reversão
CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DO CEARÁ – CEFET-CE CURSO DE ELETROTÉCNICA MANUAL DE COMANDOS INDUSTRIAIS ÍNDICE Prof. Gênova ASSUNTO PÁGINA PRÁTICA – 12 Aplicação do quadro eletromecânico SIMELETRO USB 630 SIEMENS com simulador de defeitos para os circuitos de partida direta, reversora e estrela-triângulo:
- Objetivos.................................................................................................................................................. 81
- Comentários Teóricos.............................................................................................................................. 81
- Procedimento da Prática.......................................................................................................................... 85
- Verifique os seus conhecimentos............................................................................................................. 86
- Diagrama geral de comando do quadro................................................................................................... 87
- Diagrama geral de força do quadro.......................................................................................................... 88 PRÁTICA – 13 Comando automático para partida de MIT com tensão reduzida, através de chave compensadora à seco:
- Objetivos.................................................................................................................................................. 89
- Comentários teóricos............................................................................................................................... 89
- Material empregado................................................................................................................................. 90
- Procedimento da prática.......................................................................................................................... 90 4.1. Diagrama de comando.......................................................................................................................... 90 4.2. Diagrama de força................................................................................................................................. 91
- Verifique os seus conhecimentos............................................................................................................. 92 PRÁTICA – 14 Comando automático para partida de MIT com tensão reduzida, através de chave série-paralela estrela:
- Objetivo.................................................................................................................................................... 93
- Comentários teóricos............................................................................................................................... 93
- Material empregado................................................................................................................................. 94
- Procedimento da prática.......................................................................................................................... 94 4.1. Comando por chave reversora.............................................................................................................. 95 4.2. Comando remoto por botoeiras e contatores........................................................................................ 95
- Verifique os seus conhecimentos............................................................................................................. 96 PRÁTICA – 15 Comando automático para a partida de MIT através de chave microprocessada soft-starter
- Objetivo.................................................................................................................................................... 97
- Comentários teóricos............................................................................................................................... 97
- Material empregado................................................................................................................................. 99
- Procedimento da prática.......................................................................................................................... 100 4.1. Circuito de comando e força................................................................................................................. 100
- Verifique os seus conhecimentos............................................................................................................. 101 PRÁTICA – 16 Comando automático para partida direta de MIT, com reversão e circuito de freio eletromagnético:
- Objetivo.................................................................................................................................................... 102
- Comentários teóricos............................................................................................................................... 102
- Material empregado................................................................................................................................. 103
- Procedimento da prática.......................................................................................................................... 103 4.1. Diagrama de comando.......................................................................................................................... 103 4.2. Diagrama de força................................................................................................................................. 104 PRÁTICA – 17 Comando automático para partida Y- de MIT, com reversão no sentido de rotação:
- Objetivos.................................................................................................................................................. 105
- Comentários Teóricos.............................................................................................................................. 105
- Material empregado................................................................................................................................. 106
- Procedimento da prática.......................................................................................................................... 106 4.1. Diagrama de comando.......................................................................................................................... 106 4.2. Diagrama de força................................................................................................................................. 107
- Verifique os seus conhecimentos............................................................................................................. 108 PRÁTICA – 18 Comando automático para acionamento do motor de polos comutáveis para 2 velocidades (ligação dahlander), com reversão no sentido de rotação:
- Objetivos.................................................................................................................................................. 109
- Comentários Teóricos.............................................................................................................................. 109
- Material empregado................................................................................................................................. 109
- Procedimento da prática.......................................................................................................................... 110 4.1. Diagrama de comando.......................................................................................................................... 111 4.2. Diagrama de força................................................................................................................................. 112 PRÁTICA – 19 Comando automático para partida de MIT com tensão reduzida, através de chave compensadora à seco e inversão de rotação:
- Objetivos.................................................................................................................................................. 113
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PRÁTICA - 00
ASSUNTO: APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA DE COMANDOS INDUSTRIAIS
1. OBJETIVOS
Apresentar o conteúdo programático, a carga horária prevista, o ambiente do laboratório com suas
peculiaridades, as recomendações de segurança contra contatos acidentais, os sistemas de alimentação,
proteção e manobra dos quadros de distribuição e didáticos, o sistema de avaliação e a bibliografia
adotada e recomendada para consulta e fundamentação teórica.
2. COMENTÁRIOS GERAIS
A disciplina de comandos industriais é constituída por uma seqüência de práticas de laboratório, incluindo
essa apresentação, cujos assuntos precedem uma fundamentação teórica para que o professor faça a
introdução do assunto a ser ministrado. Essa fundamentação teórica é de importância significativa para o
sucesso da relação ensino-aprendizagem, e para que o período disponível da aula tenha um rendimento
otimizado, é fundamental que o aluno seja o mais proativo possível, ou seja, deve ler com antecedência o
conteúdo da prática a ser trabalhada, trabalhar em equipe, manter a vigilância em alerta para que o
próprio aluno ou seus companheiros, não venham a levar choques elétricos.Observar se os disjuntores
estão ligados ou desligados e se as partes vivas estão sob tensão, se os diversos componentes estão
alimentados na tensão nominal adequada, participando ativamente desse momento. Caso surjam
dúvidas, chame o professor para que ele possa esclarecer o assunto. Se o professor estiver ocupado
momentaneamente atendendo outra equipe, tenha paciência e espere a sua vez, mas nunca tome uma
atitude precipitada , pois um erro de montagem pode levar a prejuízos incalculáveis e riscos de defeitos
ou mesmo a provocar choques elétricos. O CEFET é uma instituição de ensino pública que como toda
instituição do gênero, tem suas carências de recursos orçamentários, mas se você fizer a sua parte com
responsabilidade, com certeza o material de consumo servirá para que outros alunos também possam
usufruir dessa tecnologia sem restrições.
Lembre-se que um dos objetivos e prescrições fundamentais da disciplina é proporcionar ao aluno, a
aprendizagem com segurança e responsabilidade, mantendo a integridade física das pessoas e bens.
É muito comum que num grupo de pessoas haja diversidade de conhecimento, algumas já possuem
conhecimento básico ou dominam o assunto e outras que nunca o viram, portanto não dê uma de querer
resolver as coisas sozinho, pois além de você estar prejudicando a relação ensino-aprendizagem, dando
uma de egoísta (a princípio até os outros vão achar bom pois não vão ter que fazer muito esforço nessa
equipe para ver as coisas funcionarem), você poderá inibir a vontade de seu companheiro e prejudicar o
aprendizado. A eletricidade e a eletrônica de potência estão cada vez mais presente no nosso dia a dia, e
para que tudo possa fluir da melhor maneira possível durante a aula prática, e que os circuitos
proporcionem o comando e o controle com total segurança, dê chance ao tempo, pergunte, indague,
questione, ajude os seus companheiros, pois o professor na sala de aula além de educador é um
facilitador, não hesite em perguntar, pois ele terá o maior prazer em poder te ajudar, trocar idéias para
que o conhecimento e o aprendizado realmente atinjam o objetivo maior, que é a sua satisfação pessoal
em ter aprendido mais um item para a sua vida profissional. Mesmo que você já tenha conhecimento do
assunto, sempre surgem novas tecnologias no mercado que poderão enriquecer ou reciclar o seu
conhecimento. Nunca é demais quando existe vontade de aprender.
Caso a duração da aula não dê tempo para você concluir a tarefa, não se desespere, pois o assunto
poderá ser repetido em uma aula extra ou mesmo na aula seguinte.
3. LAY OUT DA SALA DO LABORATÓRIO
O laboratório de comandos industriais é um ambiente com dimensões adequadas para que os alunos
possam desenvolver as montagens de circuitos com conforto e segurança. É importante que as equipes
de trabalho não ultrapasse de 3 a 4 alunos por quadro. O ideal seria uma equipe de 3 alunos, mas nem
sempre é possível trabalhar com essa formação devido o n° de alunos matriculados na disciplina.
O Laboratório possui 6 (seis) bancadas de trabalho que devem ser usadas para testes dos componentes,
dos motores e de chaves manuais, além de local ideal para consulta de esquemas, diagramas, material
didático e anotações complementares que deverão ser passadas pelo professor sobre o assunto
ministrado. O laboratório dispõe ainda de 6 (seis) quadros metálicos autosuportados em cavaletes de
ferro, com 4 motores para aplicação nas práticas. Os quadro didáticas são fabricadas em chapa de aço
pintados na cor cinza nos quais estão disponíveis 2 portas que poderão ser abertas para que o aluno
trabalhe adequadamente na montagem dos circuitos. Na parte frontal de uma das portas, estão instalados
sinaleiros verde e vermelho, botões de comando, chave seletora e botão com chave de segurança, que
serão utilizados respectivamente para sinalização, acionamento ou desativação dos circuitos de
alimentação dos motores. Veja a planta baixa do laboratório na Fig. 01.
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Fig. 01-Planta baixa representando o lay-out da sala do laboratório de comandos industriais.
Disjuntor tripolar BT (01) Relé falta de fase (01)
Disjuntor monopolar BT (01) Módulo lógico programável (01)
Contatores (04) Chave Softstarter (01)
Relés de sobrecarga (03) Inversor de freqüência (01)
Fusíveis Diazed (02) Chave fim de curso (02) *
Fusíveis NH (03) Chave bóia nível superior (01) *
Relé de tempo (01) Chave bóia nível inferior (01) *
(*) (Material móvel disponível no armário de aço)
Nas prateleiras dos cavaletes, cujos quadros se encontram suportados na parte superior, estão
disponíveis diversos motores de indução para aplicação nas montagens, conforme relação a seguir:
1 moto redutor com motor trifásico 220/380V (1680/45 rpm), de 0,37 KW (0,5cv).
1 motor monofásico com partida à capacitor 110/220V de 1/3 cv.
1 motor trifásico MIT 380/660V de 0,5 cv.
1 motor trifásico Dahlander 380V – 900/1800 rpm de 0,37 KW (0,5CV).
1 Motordriver de 2cv.
1 moto freio WEG 220/380V de 0,75 cv.
Para cada quadro didático corresponde uma bancada disposta frontalmente, contendo uma prateleira na
parte inferior para guarda de materiais tais como transformadores, autotranformadores, motores e demais
peças. Como fonte de alimentação, existe uma caixa de poliester de sobrepor contendo um disjuntor
tripolar, um disjuntor monopolar, uma tomada trifásica e uma monofásica.
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Foto 05 – Quadro modulado USB 630 - SIMELETRO
4. PROCEDIMENTO DA PRÁTICA
A prática 00 é uma aula de apresentação para você conhecer o conteúdo programático, a carga horária, a
bibliografia e se familiarizar com o ambiente do laboratório, principalmente para que o seu trabalho neste
tema possa se desenvolver com tranqüilidade e máxima segurança:
4.1. Faça uma vistoria nos itens relacionados e a medida que houver conformidade coloque um visto :
( ) Quadro de distribuição (QDG) com disjuntor tripolar;
( ) Quadro de distribuição de luz (QDL) com disjuntores monopolares;
( ) Tomadas de corrente de sobrepor com 4 pinos - 16 A – 380V CEMAR;
( ) Plugues para uso industrial, cor vermelho, IP44, 4 Pinos (3F+1N), 16 A, 380V – CEMAR;
( ) Quadros didático metálico de 1000X800X250mm, fabricação ELMETA, cor cinza, com 2 postas e
equipado com bandeja na cor laranja para fixação dos componentes;
( ) Quadro didático metálico de 630X1200X250mm modulado, USB 630 SIEMENS, cor cinza, com 4
módulos e 4 portas;
( ) Bancadas com tampão de madeira e forro de borracha, com prateleira para guarda de componentes e
caixa termoplástica com 1 disjuntor 3, 1 disjuntor 1, 1 TUE 3 e 1 TUG 1;
( ) Armários de aço com prateleiras e 2 portas, para guarda de materiais, componentes, ferramentas de
trabalho, material didático, manuais, catálogos e transparências.
( ) Mesa com tampão de madeira para sustentação do Quadro USB 630 – SIMELETRO.
( ) Iluminação do laboratório formada de calhas tipo chanfradas para fluorescentes de 40 W.
( ) Ventilação artificial da sala, contendo ventiladores de teto.
( ) Ventilação natural através de janelas basculantes, com articulação com pinos da vertical.
( ) Tomadas de corrente monofásicas de 220V, 10 A.
( ) Interruptores para comando da iluminação fluorescente e ventilação.
( ) Fio flexível isolado e terminais com plugues tipo banana.
4.2. Procedimentos e recomendações de segurança:
Faça a leitura dos itens relacionados abaixo sobre procedimentos e recomendações de segurança e
assinale com um visto ( ) se você compreendeu perfeitamente, caso contrário chame o professor.
( ) Durante os testes e montagens das práticas você vai se deparar com partes vivas condutoras que
não estarão protegidas contra contatos acidentais, existindo risco de choque elétrico;
( ) A alimentação CA do quadro e bancada de trabalho são de 220V e 380V, portanto todo o cuidado e
atenção devem ser redobrados, pois apesar de ser de BT, o risco de choque está presente;
( ) Cada quadro didático é dotado de 1 disjuntor geral tripolar e de 1 disjuntor monopolar que promovem
a proteção contra os curtos circuitos e as sobrecargas. A posição da alavanca para baixo indica disjuntor
desligado e circuito desenergizado;
( ) O Laboratório dispõe de um disjuntor geral instalado no QDG embutido na parede, localizado próximo
da porta de acesso da sala, que ao ser desativado, corta a alimentação de todos os quadros e bancadas
de trabalho;
( ) Por outro lado para alimentar as tomadas monofásicas e trifásicas da bancada de trabalho, basta
verificar se o disjuntor geral da sala está ligado e acionar para cima as alavancas dos disjuntores (1Ø ou
3Ø) da bancada,;
( ) Para alimentação do quadro didático é necessário inicialmente conectar o plugue de 4 pinos na
tomada de 4 polos e posteriormente acionar as alavancas dos disjuntores 1 e 3 para cima;
( ) Nas situações de emergência, havendo contatos acidentais com as partes vivas energizadas, o aluno
ou professor que estiver mais próximo do disjuntor geral da sala, deverá proceder a sua imediata
desativação, acionando a alavanca para baixo, desligando a alimentação elétrica dos quadros e bancadas,
de maneira a eliminar, no menor tempo possível, a situação de risco ou de choque elétrico. Se for
necessário deve-se aplicar à vítima, os primeiros socorros;
( ) O disjuntor geral de cada quadro didático só deve ser ligado pelo tempo necessário para a realização
dos testes dos materiais ou para acionamento dos circuitos, uma vez que todas as montagens devem ser
realizadas com o quadro sem tensão. Tão logo concluída a montagem e conferida as ligações, o quadro
deve ser energizado para comprovação do funcionamento do circuito. Após essa comprovação o disjuntor
geral deve ser desativado acionando a alavanca para baixo;
( ) Nos casos de montagens utilizando o módulo lógico programável e/ou o Inversor de freqüência, o
quadro deverá permanecer energizado quando da elaboração do desenho do circuito no display do módulo
lógico ou para parametrização do inversor. Na montagem da parte convencional do circuito deve-se
proceder como no item anterior, ou seja, com o quadro desligado.
( ) Recomenda-se que as montagens sejam sempre desenvolvidas em equipe pois garante-se uma
melhor performance além de propiciar uma supervisão mútua nas ações, e, conseqüentemente, obter um
ganho na segurança contra acidentes. Lembre-se que o trabalho preventivo é a chave do sucesso para
um trabalho seguro e sem acidentes.
CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DO CEARÁ – CEFET-CE CURSO DE ELETROTÉCNICA - MANUAL DE COMANDOS INDUSTRIAIS P- 01 PÁGINA Prof. Gênova 5 PRATICA 01 APRESENTAÇÃO DOS MATERIAIS, EQUIPAMENTOS E SIMBOLOS GRÁFICOS EMPREGADOS EM CIRUITOS DE COMANDOS INDUSTRIAIS. 1 .OBJETIVO Familiarizar os usuários com os diversos materiais e equipamentos utilizados em circuitos de comando industrial e identificar a simbologia padronizada.
- COMENTÁRIOS 2.1- Contatores: Função: Comando, seccionamento e controle dos circuitos alimentadores de motores, iluminação, capacitores e outras cargas. (Fig. 2.1 a) As principais características destes dispositivos são as seguintes: elevada durabilidade; elevado número de manobras; possibilita comando à distância e automatismo de circuitos junto com outros componentes. Genericamente o contator pode ser conceituado da seguinte forma: É um dispositivo composto por um conjunto de contatos móveis, adaptados a um eixo móvel ou âncora, mantido em sua posição de repouso mecanicamente através de molas. Abaixo deste eixo esta localizada a bobina magnética com seu respectivo núcleo de chapas de ferro laminada. Os contatos que compõem o conjunto, recebem a denominação de contatos principais ou de força, que são responsáveis pelo estabelecimento de tensão nos terminais da carga (motor, barramento de quadro, iluminação, capacitor, etc.), ou seja, as pastilhas destes contatos são atravessadas pela corrente do circuito para alimentação da carga. Os contatos para circuitos principais são identificados por números com um único dígito conforme a seguinte numeração de 1 a 6 (1-2; 3-4; 5-6), significando que para cada terminal marcado com um número ímpar, corresponde outro terminal marcado com um número par imediatamente subsequente, ou ainda por letras e índice numérico (L1-T1; L2-T2; L3-T3), considerando que as referências dos contatos 1; 3; 5 ou L1; L2; L3 devem ser conectados no lado da fonte (lado da rede de alimentação) e os contatos 2; 4; 6 ou T1; T2; T3, devem ser conectados no lado da carga (ex. motor). Um contator principal possui ainda contatos auxiliares, que tem a função de estabelecer a alimentação da bobina do contator (selo), sinalização, alarme e intertravamentos. Portanto os contatos auxiliares são constituídos de pastilhas que são atravessados por correntes de pequenas intensidades, solicitadas pela bobinas magnéticas dos contatores, relés, pela lâmpada de sinalização, ou pela bobina de alarmes e sirenes. Existem também os contatores auxiliares, que diferentes dos contatores principais só possuem contatos auxiliares, com pastilhas de menor capacidade de condução de corrente e são empregados nos circuitos de comando, sinalização e intertravamentos, normalmente auxiliando circuitos mais complexos e que possuam outros contatores. Um contator principal, deve possuir 3 (três) contatos de força, e um ou mais contatos auxiliares. Os contatos de força são contatos normalmente abertos (NA), e os contatos auxiliares podem ser normalmente aberto (NA) ou normalmente fechado (NF). Os contatos auxiliares são identificados por números com dois dígitos, sendo o 1 ordinal e o 2 funcional, onde os números compostos por dois algarismos com terminação 1 e 2, são contatos normalmente fechados (NF) (Ex. 21-22; 31-32;...). Já os contatos auxiliares representados com números de dois dígitos terminados com 3 e 4, são contatos normalmente abertos (NA) (Ex. 13-14; 43-44 ...). Entende-se por contato normalmente aberto (NA), aqueles que, enquanto a bobina do contator estiver desenergizada, os mesmos estarão abertos (seccionados) pela ação da mola. No instante em que se estabelece tensão na bobina, a força magnética desta, vence a força mecânica da mola, fazendo com que os contatos que estavam abertos, fechem. Cessando a ação da força magnética, a mola retorna a sua posição normal, fazendo com que os contatos voltem a abrir. Processo semelhante é realizado de modo inverso, nos contatos NF. Fig. 2.1a Formatados: Marcadores e numeração
CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DO CEARÁ – CEFET-CE CURSO DE ELETROTÉCNICA - MANUAL DE COMANDOS INDUSTRIAIS P- 01 PÁGINA Prof. Gênova 7 2.2- 2.2- Relé Bimetálico de Sobrecarga: Função: Efetua a proteção do motor contra sobrecargas. Os relés bimetálicos são dispositivos de proteção contra defeitos provenientes da carga, sendo conhecidos também como relé térmico, pois são normalmente compostos por elementos térmicos de contato, ou seja, existe uma lâmina composta por dois metais justapostos na qual é enrolada algumas espiras de fio tipo filamento de níquel-cromo, cuja função é produzir um super aquecimento, após a intensidade de corrente atingir um valor superior ao da corrente de regulagem, que agindo na lâmina bimetálica provoca o seu deslocamento, e consequentemente, a interrupção do circuito através de um contato auxiliar. O elemento bimetálico comanda um eixo mecânico que é acoplado ao elemento seletor de corrente, cujo dial de regulagem propicia o ajuste para a corrente desejada, de acordo com o motor ou carga a ser instalada, uma vez que cada relé é fornecido com uma faixa de valores de ajuste. Como foi citado em parágrafo anterior os relés possuem contatos auxiliares, sendo que alguns são fornecidos apenas com um contato normalmente fechado (NF), enquanto outros possuem dois contatos auxiliares, sendo um NF e um NA. Semelhante aos contatores, estes contatos são identificados através de letras e números compostos por dois dígitos. O contato normalmente fechado (NF) é identificado pelos números 96 e 97, enquanto que o normalmente aberto (NA) recebe a identificação pelos números 97 e
- Os relés podem ser representados simbolicamente por uma das seguintes letras: e ou F. Outras características construtivas do relé térmico, é que em alguns modelos ele pode ser fornecido com botão para escolha de rearme manual (com retenção) ou automático (sem retenção), botão teste do contato NF (95-96), além de lingueta sinalizadora para indicar visualmente quando ocorre uma sobrecarga. Em alguns fabricantes é comum também que o relé possua na sua parte superior, um ponto de fácil acesso para a conexão do terminal A2 da bobina do contator, fazendo dessa maneira uma transferência de localização do A2 uma vez que quando o relé é acoplado ao contator (2;4;6), fica difícil se acessar a bobina. Esta transferência é feita eletricamente através de jamper (fio). O contato normalmente fechado é responsável pela interrupção do circuito de comando, ou seja, ele é conectado em série com o comando. Quando a corrente de carga ultrapassar o seu valor de regulagem, o elemento térmico atua, fazendo com que o contato NF abra, por conseguinte desenergizando o circuito de comando. O tempo de disparo do relé depende de sua curva característica do próprio motor. FATOR DE SERVIÇO: É o fator que aplicado à potência nominal do motor, indica a sobrecarga permissível que pode ser aplicada continuamente ao motor, sob condições específicas. Ex. se o Fs = 1,15, nessa situação o motor suporta continuamente 15% de sobrecarga acima de sua potência nominal. Observe que se trata de uma capacidade de sobrecarga contínua, ou seja, uma reserva de potência que dá ao motor uma capacidade de suportar melhor o funcionamento em condições desfavoráveis. Caso o motor solicite uma corrente superior aquela para qual se ajustou o relé, este acréscimo de corrente fará com que o elemento térmico atue, interrompendo o circuito de comando. O contato normalmente aberto (NA/97-98) pode ser utilizado para sinalização visual, indicando para o operador que a chave de acionamento do motor desligou através do relé. Simbologia: Os elementos de um relé bimetálico têm as seguintes representações gráficas e utilizam letras características e números para referencia-los e facilitar o entendimento no contexto do diagrama elétrico: Fig. 2.2a O relé bimetálico utiliza o conceito físico da justaposição longitudinal de dois metais com coeficientes de dilatação diferentes, e quando ocorre a sobrecarga estes metais irão se dilatar e produzir um encurvamento do par bimetálico, cujo trabalho mecânico irá atuar em um contato auxiliar normalmente fechado, interrompendo dessa maneira a continuidade de alimentação da bobina do contator. Formatados: Marcadores e numeração
CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DO CEARÁ – CEFET-CE CURSO DE ELETROTÉCNICA - MANUAL DE COMANDOS INDUSTRIAIS P- 01 PÁGINA Prof. Gênova 8 Elemento térmico Contato auxiliar Contato auxiliar no circuito de força: normalmente fechado (NF) normalmente aberto (NA) 2 4 6 95 97 e4 e4 e 96 98 2.3- 2.3- Botões de comando: Função: Acionamento ou desativação do circuito de comando, através de impulso manual do botão pulsante. Botão de comando é a designação dada a dispositivos de comando que são acionados ao pulsarmos o botão ou manopla, retornando a sua posição inicial imediatamente após cessar o impulso mecânico. Existem botões com elementos de contato individual normalmente aberto (NA) ou normalmente fechado (NF), e botão de comando duplo ou conjugado, contendo contatos simultâneos tanto NA como NF. O botão NF é utilizado para desligar ou desativar o circuito, devendo ter a indicação “0” em marcação frontal do botão opaco. Deve-se empregar como padrão a cor vermelha para o botão desliga (NF). O botão NA deve ter a indicação “ I “ em marcação frontal do botão opaco, e é utilizado para ligar ou estabelecer o circuito, podendo ser nas cores amarela, preta, verde, branca ou transparente. Vide Fig.2.3 a. Quando se utilizam os botões de comando agrupados em caixas de material isolante do tipo termoplástico ou similar, ou em caixas metálicas, pode-se denominar o conjunto de “botoeira de comando”. Vide fig.2.3b. Fig. 2.3 a Botoeira liga (I) / desliga (O) Botoeira com furação Botoeira com furação em caixa termoplástica centralizada sem plaqueta descentralizada na tampa com plaqueta Existem ainda diversos tipos e modelos de botões de comando, que variam de fabricante para fabricante, e que tem a sua aplicação específica conforme a exigência e complexidade do circuito, conforme dados e figuras a seguir apresentados: Botão de comando e sinalização: Botão transparente, com elemento(s) de contato(s) e soquete para lâmpada, de tal forma que se obtenha, assim como num sinalizador luminoso, uma indicação óptica dada por uma lâmpada embutida no mesmo. Vide fig.2.3c. Botão de comando com chave de segurança: Botão com elementos de contato e chave de segurança, com bloqueio e retirada da chave nas duas posições. Vide fig.2.3d. Botão de comando cogumelo: Botão com elemento de contato normalmente fechado (NF) e na cor vermelha, que devido a sua forma construtiva e anatômica de um cogumelo, é utilizado para facilitar o seu acionamento para desativação do circuito. Este modelo de botão pode também ser fornecido com trava, onde o giratório do cogumelo é usado para desbloqueio. Existe ainda a opção deste botão contendo elementos de contato NF e NA (botão duplo). Vide fig.2.3e. Fig.2.3c Fig.2.3d Fig.2.3b Formatados: Marcadores e numeração
CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DO CEARÁ – CEFET-CE CURSO DE ELETROTÉCNICA - MANUAL DE COMANDOS INDUSTRIAIS P- 01 PÁGINA Prof. Gênova 10 Ex. NA/NF 3 1 b 4 2 2.4- 2.4- Lâmpada de Sinalização: Função: Efetuar a sinalização visual do estado de um circuito, proporcionada por uma indicação óptica dada por uma lâmpada incandescente ou neon, montada em um conjunto denominado de sinaleiro. Vide fig.2.4. Fig.2. O sinaleiro ou sinalizador com a lente na cor vermelha e a lâmpada acesa, indica que o circuito esta estabelecido e a carga em operação. Já o sinalizador com a lente na cor verde e a lâmpada acesa, indica que o circuito esta desativado e a carga fora de operação. Num quadro de comando e manobra é mais usual só utilizar o sinalizador com lente vermelha, o que traz economia de componentes e redução de consumo de energia, apesar da pequena potência do sinalizador luminoso. As lâmpadas de sinalização são montadas em suportes denominados de “armação de sinalização ou sinaleiro”, e utilizam normalmente soquetes de encaixe para base da lâmpada do tipo baioneta, podendo as mesmas ser incandescentes ou de Néon, para tensões de 110 ou 220 VCA. Quando a lâmpada de sinalização é instalada diretamente em paralelo com a bobina do contator, é recomendado usar lâmpada neon, tendo em vista que quando do desligamento do contator, podem surgir sobretensões que reduzem a vida útil da lâmpada caso seja incandescente. No caso de optar por usar lâmpadas incandescentes para a sinalização, recomenda-se que a alimentação seja feita através de um contato auxiliar. Quando a sinalização luminosa é feita num quadro de uso ao tempo, é recomendado usar lâmpadas incandescentes tendo em vista que durante o dia devido a presença da luz solar no ambiente aberto, a sinalização néon pode ficar imperceptível visualmente, o que torna a sinalização sem efeito. A potência destas lâmpadas é de baixa intensidade, variando entre 1,2 a 2,6 W. As lentes dos sinalizadores podem ser fornecidos nas cores vermelho, verde, amarelo, incolor (translúcido) e azul. Em quadros de instalação ao tempo é recomendado que sejam usadas lentes de vidro, pois as lentes de plástico ou acrílico se tornam opacas e quebradiças devido a forte incidência dos raios ultravioletas. Simbologia: Os elementos de uma lâmpada de sinalização tem a seguinte representação gráfica e utiliza letra característica e número para referencia-lo e facilitar o entendimento no diagrama elétrico: Lâmpada de sinalização vermelha Lâmpada de sinalização verde h1 VM h2 VD 2.5- 2.5-Fusível NH : Função: Efetuar a proteção contra curto-circuito, sobretudo de sistemas elétricos industriais onde estão presentes correntes nominais elevadas e com níveis de curto-circuito de elevada intensidade. O fusível NH tem a característica construtiva de possuir alta capacidade de interrupção ( 100 kA) chegando a casos na ordem de 120 kA até 500 VCA, portanto sendo mais adequado para resistir os esforços eletromecânicos da corrente de curto-circuito. Vide fig.2.5 a Formatados: Marcadores e numeração Formatados: Marcadores e numeração
CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DO CEARÁ – CEFET-CE CURSO DE ELETROTÉCNICA - MANUAL DE COMANDOS INDUSTRIAIS P- 01 PÁGINA Prof. Gênova 11 Os fusíveis NH são elementos limitadores de corrente, onde a fusão do seu elo dá-se pelos efeitos térmicos da corrente. O fusível NH apresenta na sua curva característica, uma faixa de sobrecarga onde ocorre o desligamento com retardo, isto é, um tempo de atuação tão longo que é possível ligar um motor com sua corrente de partida, sem que se funda o seu elo fusível (veja a curva característica de tempo X corrente do fusível NH). Estes fusíveis em construção especial aplicam-se também a outras funções, como por exemplo, para a proteção de tiristores, em dispositivos eletrônicos e de acionamento microprocessados, que nesta situação tem uma característica ultra-rápido. Além disto os fusíveis NH possuem alta capacidade de interrupção, que significa poder interromper com segurança, correntes de curto circuito na ordem de grandeza de até 100 KA. As seguranças NH reúnem as características de fusível retardado, para correntes de sobrecarga, e de fusível rápido para correntes de curto-circuito. O fusível NH completo, incluindo acessório, é composto de base, corpo (fusível) e punho, fig. 2.5b, e são fornecidos em diversos tamanhos conforme normas brasileira, americana e alemã - NBR, IEC, VDE e DIN: Tamanho 00; 1; 2; 3 e 4. Tamanho FUSÍVEL NH - Corrente nominal (A) (^00 6 10 16 20 25 32 40 50 63 80 100 125 ) (^1 40 50 63 80 100 125 160 200 224 ) (^2 224 250 315 355 ) (^3 400 500 ) (^4 800 1000 ) Fonte: SIEMENS Fig. 2.5b São fabricados para correntes nominais na faixa de 6 até 1250 A, conforme tabela de valores normalizados, discriminados por tamanho, visto na tabela anterior. O punho saca fusível só pode ser utilizado para retirada dos fusíveis NH com o circuito em vazio (circuito sem carga ou desativado), podendo, no entanto, os mesmos estarem submetidos a tensão uma vez que o punho é fabricado com material isolante que proporciona proteção adequada para o operador. Vide fig.2.5c. Simbologia: Os elementos de um fusível NH tem a seguinte representação gráfica e utiliza letra característica e número para referenciá-la e facilitar o entendimento no contexto do diagrama elétrico: Fig.2.5a Fig.2.5c Corpo do Fusível NH Base NH O fusível NH pode ser traduzido do alemão com a seguinte interpretação: N é originado da palavra Niederspannung, que significa Baixa tensão, sendo H originado de Hochleistung, que signigfica Alta Capacidade. Dispositivo de manobra destinado a interromper a corrente do circuito pela fusão do seu elo fusível, sendo o mesmo envolto em areia para propiciar a extinção do arco elétrico.
CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DO CEARÁ – CEFET-CE CURSO DE ELETROTÉCNICA - MANUAL DE COMANDOS INDUSTRIAIS P- 01 PÁGINA Prof. Gênova 13 Base: É a peça unipolar que reúne todos os componentes do conjunto de segurança, sendo fornecida nas roscas E27 e E33. A base pode ser fixada através de parafusos, ou propiciar uma fixação rápida por engate em termoplástico ou chapa de aço, no trilho suporte. Um alerta deve ser dado sobre a substituição de fusíveis do tipo D. O fusível diazed é um fusível de aplicação geral e para circuitos de motores, sendo do tipo com resposta retardada, para evitar a queima durante a corrente de partida. Existe outro tipo de fusível de aparência semelhante ao tipo D, mas com resposta rápida, denominado de fusível silized, e é empregado para proteger circuitos eletrônicos, tais como circuitos que contenham Softstarter e inversores de freqüência. É comum presenciar máquinas que foram literalmente queimadas por que houve troca indevida pelo pessoal da manutenção, de um silized por um diazed. Porisso muita atenção! Fig.2.6b Simbologia: Os elementos de um fusível diazed tem a seguinte representação gráfica e utiliza letra característica e número para referencia-lo e facilitar o entendimento no contexto do diagrama elétrico: Fusível diazed no circuito de comando: Fusível diazed no circuito de força: R S T e21 e1 e2 e ou ou F21 F1 F2 F 2.7- 2.7. Chave Seccionadora e comutadora rotativa tipo PACCO: Função: Seccionamento e comutação de cargas nos circuitos de força, comando e instrumentos de medição. As chaves rotativas PACCO destinam-se a manobra (seccionamento e comutação) de cargas alimentadas em CC e CA. Vide fig.2.7 a. As chaves seccionadoras são comumente empregadas no circuito de força de motores, conjuntamente com os fusíveis e contatores. Nesta situação a chave tripolar faz o seccionamento do ramal de alimentação do motor, para eventuais manutenções de rotina em todo o trecho, proporcionando uma maior segurança ao eletricista que irá trabalhar com o circuito desligado e sem riscos de choques elétricos. As chaves comutadoras são utilizadas tanto na ligação de amperímetro de painel, com transformador de corrente, como em voltímetro de painel. A comutadora de amperímetro possibilita que seja empregado Tampa Fusível Anel de proteção Parafuso de ajuste Base Fig. 2.7 a Formatados: Marcadores e numeração
CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DO CEARÁ – CEFET-CE CURSO DE ELETROTÉCNICA - MANUAL DE COMANDOS INDUSTRIAIS P- 01 PÁGINA Prof. Gênova 14 um único amperímetro, de maneira que se pode monitorar em momentos distintos, as correntes de carga nas três fases (R;S;T). No caso da comutadora de voltímetro, vide fig.2.7b, com um único voltímetro consegue-se monitorar as tensões entre as fases ( RS-RT-ST) de maneira não simultânea. camento da porta,ficando a manopla de acionamento fixa com a placa frontal quadrada, na parte externa da porta. Já a chave fixada pela base, quando se efetua a abertura e fechamento da porta, o corpo da chave permanece fixo dentro do quadro, só acompanhando o deslocamento da porta, a manopla e a placa frontal quadrada instaladas no lado externo da chapa metálica. Simbologia: Os elementos de uma chave seccionadora tipo PACCO, tem a seguinte representação gráfica e utiliza letra característica e número para referencia-lo e facilitar o entendimento no contexto do diagrama elétrico: a) chave seccionadora: P1 P2 P Q Q 1 2 3 b) chave comutadora de voltímetro: R T 0 1 2 3 4 0 RS c) chave comutadora de amperímetro (utilizando 3 TC’s): TC-L1 TC-L2 TC-L 1 2 3 0 1 2 3 Q 3 1 2 2.8- 2.8- Relé de tempo Função: Efetua a temporização de todos os processos que envolvem a operação e manobra de circuitos auxiliares de comando, proteção, regulação e outros componentes dos circuitos. Dispositivo de comando a distância, cujos contatos auxiliares comandam, perante certas grandezas elétricas (corrente e tensão), outros dispositivos através de circuitos auxiliares, com retardamento pré- V
S LEITURA
V.LINHA 0 RS ST TR POSIÇÃO 0 1-4 1-2 2- ST TR Comutadora de voltímetro Fig.2.7b A As chaves comutadoras PACCO são fornecidas nas seguintes versões e correntes nominais: Seccionador tripolar sob carga: (10; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 100; 125 e 250 A) Comutador para Voltímetro: (10 A) Comutador para amperímetro: ( 10 A) As chaves seccionadoras e comutadoras, tem a opção de poderem ser fixadas no topo ou na base. A fixação no topo é efetuada pelo lado interno da chapa metálica da porta do quadro eletromecânico, e quando a porta é aberta ou fechada, todo o corpo da chave acompanha o deslo- Formatados: Marcadores e numeração
