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COMANDOS ELÉTRICOS INTRODUÇÃO As aplicações de 7 p , a parte industrial é sem dúvida uma das mais importantes, sobretudo porque representa a transformação da energia elétrica como parte de um produto. Como tal, é frequentemente integrante das atividades exercidas pelos profissionais da área, seja na forma de projetos elétricos, instalação dos equipamentos e acessórios, fator fundamental para que se obtenha elevada rentabilidade e racionalização dos procedimentos industriais, e com isso custos e preços otimizados.

Dentro desta área de conhecimento situa-se a área dos comandos elétricos, que são técnicas e métodos para cionamentos de máquinas e equipamentos. O comando elétrico é composto de circuito de força, onde são registrados e ligadas as cargas, e circuito de comando onde os dispositivos de manobra e proteção são comandados. A figura 1. 1 mostra um motor de indução trifásico típico. O motor de indução tem características próprias de funcionamento, que são interessantes ao entendimento dos comandos elétricos e serão vistos em capítulos posteriores.

Um dos pontos fundamentais para o entendimento dos comandos elétricos é a noção de que “os objetivos principais dos elementos em um painel elétrico são: ) “proteger o operador e b) propiciar uma lógica de comando”. Partindo do princípio da proteção do operador uma seqüência genérica dos elementos necessários a partida e manobra de motores é mostrada na figura 1. 2. Nela podem-se distinguir os seguintes elementos: A) Secciona mento: Só pode ser operado sem carga. Usado durante a manutenção e circuito. erificação do B) Proteção contra correntes de curto-circuito: Destina-se a proteção dos condutores do circuito terminal. C) Proteção contra correntes de sobrecarga: para proteger as bobinas do enrolamento do motor. D) Dispositivos de manobra: destinam-se a ligar e desligar motor de forma segura, ou seja, sem que haja o contato do operador no circuito de potência, onde circula a maior corrente. Ainda falando em proteção, as manobras (ou partidas de motores) convencionais, são dividas em dois tipos, segundo a norma IEC 60947: I.

Coordenação do tipo 1: Sem risco para as pessoas e instalações, ou seja, desligamento seguro da corrente de curto-circuito. Porém pode haver danos ao contator e 2 OF sobrecarga. II. Coordenação do tipo 2: Sem risco para as pessoas e instalações. Não pode haver danos ao relé de sobrecarga ou em outras partes, com exceção de leve fusão dos contatos do ontator e estes permitam uma fácil separação sem deformações significativas. O relé de sobrecarga, os contatores e outros elementos em maiores detalhes nos capítulos posteriores, bem como a sua aplicação prática em circuitos reais.

Em comandos elétricos trabalhar-se-á bastante com um elemento simples que é o contato. A partir do mesmo é que se forma toda lógica de um circuito e também é ele quem dá ou não a condução de corrente. Basicamente existem dois tipos de contatos, listados a seguir: l. Contato Normalmente Aberto (NA): não há passagem de corrente elétrica na posição de repouso. Desta forma a carga não estará acionada. II. Contato Normalmente Fechado (NF): há passagem de posição de repouso. Desta forma a carga estará acionada.

Botoeira ou Botão de comando São elementos de comando que servem para energizar ou desenergizar contatores, sendo que comutam seus contatos NA ou NF através de acionamento manual. Podem variar quanto às cores, formato e proteção do acionador, quantidade e tipos de contatos, e reação ao acionamento. Quanto ao formato e proteção do acionador temos desde as botoeiras tipo soco, que têm o acionador grande na forma de “cogumelo”, sendo de 27 cidental e somente devem ser operadas conscientemente.

A variação quanto à reação ao acionamento consiste de dois tipos: as de posição mantida que trocam a condição do contado NA ou NF toda vez que são operadas e permanecem na nova posição até o próximo acionamento; e as pulsantes, que trocam a condição do contato somente enquanto existir a pressão externa, voltando às condições iniciais assim que cesse a mesma. A botoeira faz parte da classe de componentes denominada “elementos de sinais”. Estes são dispositivos pilotos e nunca são aplicados no acionamento direto de motores. A figura 2. a mostra o caso de uma botoeira para comutação de 4 pólos.

O contato NA (Normalmente Aberto) pode ser utilizado como botão LIGA e o NF (Normalmente Fechado) como botão DESLIGA. Esta é uma forma elementar de intertravamento. Note que o retorno é feito de forma automática através de mola. Existem botoeiras com apenas um contato. Estas últimas podem ser do tipo NA ou NF. Ao substituir o botão manual por um rolete, tem-se a chave fim de curso, muito utilizada em circuitos pneumáticos e hidráulicos. Este é muito utilizado na movimentação de cargas, acionado no esbarro de um caixote, engradado, ou qualquer outra carga.

Outros tipos de elementos de sinais são os Termostatos, Pressostatos, as Chaves de Nível e as chaves de fim de curso (que podem ser roletes). Todos estes elementos exercem uma ação de controle discreta, ou seja, liga / desliga. Como por exemplo, se a pressão de um sistema atingir um valor máximo, a ação do Pressostato será o de mover os contatos desligando o sistema. Cas inia novamente um valor 4 27 desligando o sistema. Caso a pressão atinja novamente um valor mínimo atua-se re-ligando o mesmo. Sensores Sensores são componentes que realizam uma comutação elétrica sem haver contato físico.

Podem atuar pela aproximação de lgum material, ou, ainda, pela variação de alguma grandeza física, como temperatura e pressão. São diversos os tipos de sensores, cada um com sua característica de acionamento. Os sensores indutivos atuam pela aproximação de materiais metálicos; já os sensores capacitivos atuam com a aproximação de qualquer tipo de material. Existem também os sensores magnéticos, que fazem a comutação elétrica mediante a presença de um campo magnético externo, proveniente de um imã permanente ou de um eletroímã.

Os sensores ópticos atuam quando ocorre a interrupção dos raios de luz provenientes de um emissor para um eceptor, devidamente alinhados. Alguns sensores têm seu nome relacionado com a grandeza física que determina seu acionamento, como, por exemplo, Pressostato, termostato, fluxostato,vacuostatos, tacostatos, etc. A ligação de um sensor a um circuito divide-se basicamente em dois tipos: sensores para ligação direta – devendo-se observar sua tensão e corrente máxima – e sensores para ligação indireta, devendo-se ligar com relés apropriados, onde estarão os contatos para comutação.

Para os sensores de proxi s 7 ância para acionamento de cargas elétricas, pois permitem a combinação de lógicas no omando, bem como a separação dos circuitos de potência e comando. Os mais simples constituem-se de uma carcaça com cinco terminais. Os terminais (1) e (2) correspondem a bobina de excitação. O terminal (3) é o de entrada, e os terminais (4) e (5) correspondem aos contatos normalmente fechado (NF) e normalmente aberto (NA), respectivamente.

Uma caracteristica importante dos relés, como pode ser observado na figura 22a é que a tensão nos terminais (1) e (2) pode ser 5 Vcc, 12 Vcc ou 24 Vcc, enquanto simultaneamente os terminais (3), (4) e (5) podem trabalhar com 110 Vca ou 220 Vca. Ou seja não há contato físico entre os terminais de acionamento e os de trabalho. Este conceito permitiu o surgimento de dois circuitos em um painel elétrico: I. Circuito de comando: neste encontra-se a Interface com o operador da máquina ou dispositivo e portanto trabalha com baixas correntes (até 1 0 A) elou baixas tensóes. II.

Circuito de Potência: é o circuito onde se encontram as cargas a serem acionadas, tais como motores, resistências de aquecimento, entre outras. Neste podem circular correntes elétricas da ordem de 10 A ou mais, e atingir tensões de até 760 Figura 2. 2 relé Relé Térmico ou de Sobrecarga Diagrama esquemático de um Antigamente a prote ão contra corrente de sobrecarga era feita por um elemento se inado de relé térmico. 6 2,’ presença de uma corrente acima da nominal por um periodo de tempo longo. Atualmente os disjuntores englobam esta função e sendo assim os relés de sobrecarga caíram em desuso.

Contatores Para fins didáticos pode-se considerar os contatores como relés expandidos, pois o principio de funcionamento é similar. Conceituando de forma mais técnica, o contator é um elemento eletro-mecânico de comando a distância, com uma unica posição de repouso e sem travamento. Como pode ser observado na figura 2. 3, o contator consiste basicamente de um núcleo magnético excitado por uma bobina. Uma parte do núcleo magnético é móvel, e é atraído por forças de ação magnética quando a bobina é percorrida por corrente e cria um fluxo magnético.

Quando não circula corrente pela bobina de excitação essa parte do núcleo é repelida por ação de molas. Contatos elétricos são distribuídos solidariamente a esta parte móvel do núcleo, constituindo um conjunto de contatos móveis. Solidário a carcaça do contator existe um conjunto de contatos fixos. Cada jogo de ontatos fixos e móveis podem ser do tipo Normalmente aberto (NA), ou normalmente fechado (NF). Figura 2. 3 – Diagrama esquemático de um contator com 2 terminais NA e um NF 21 600A. De uma maneira geral possuem 3 contatos principais do tipo NA, para manobra de cargas trifásicas a 3 fios.

Um fator importante a ser observando no uso dos contatores são as fa[scas produzidas pelo impacto, durante a comutação dos contatos. Isso promove o desgaste natural dos mesmos, além de consistir em riscos a saúde humana. A intensidade das faíscas pode se agravar em ambientes úmidos e também com a quantidade de corrente circulando no painel. Dessa forma foram aplicadas diferentes formas de proteção, resultando em uma classificação destes elementos. Basicamente existem 4 categorias de emprego de contatores principais: a. ACI : é aplicada em cargas ôhmicas ou pouco indutivas, como aquecedores e fornos a resistência. b.

AC2: é para acionamento de motores de indução com rotor bobinado. c. AC3: é aplicação de motores com rotor de gaiola em cargas normals como bombas, ventiladores e compressores. d. AC4: é para manobras pesadas, como acionar o motor de indução em plena carga, reversão em plena marcha e operação intermitente. A figura 2. 4 mostra o aspecto de um contator comum. Este elemento será mais detalhado em capítulos posteriores. Figura 2. 4 Fusíveis — Foto de contatares comerciais Os fusíveis são elementos bem conhecidos, pois se encontram em instalações residenciais, nos carros, em equipamentos eletrônicos tre outros.

Tecnicamente destinam a proteção contra correntes de curto-circuito. Entende- se por esta ultima aquela provocada pela falha de montagem do sistema, o que leva a impedância em determinado ponto a um valor quase nulo, causando assim um acréscimo significativo no valor da corrente. Sua atuação deve-se a fusão de um elemento pelo efeito Joule, provocado pela súbita elevação de corrente em determinado circuito. O elemento fusível tem propriedades ffsicas tais que o seu ponto de fusão é inferior ao ponto de fusão do cobre. Este último é o material mais utilizado em condutores de aplicação geral.

Fusível Diazed Diazed é o modelo de fusível utilizado em instalações industriais nos circuitos com motores. É do tipo retardado e fabricado para correntes de 2 a 100 A. O conjunto de proteção Diazed é formado por: tampa, anel de proteção – ou, alternativamente, cobertura de roteção -, fusível, parafuso de ajuste e base unipolar ou tripolar . com fixação rápida ou por parafusos). O fusível possui na extremidade um indicador que tem a cor correspondente à sua corrente nominal, que é a mesma cor do parafuso de ajuste.

O Indicador desprende se em caso de queima, podendo ser visto pelo visor da tampa. Seu interior é preenchido com uma areia especial, de quartzo, que extingue o arco voltaico em caso de fusão. O parafuso de ajuste tem a função de não permitir a substituição do fusível por outro de maior valor ‘á que o diâmetro da extremidade que fica em ubstituição do fusiVel por outro de maior valor, já que o diâmetro da extremidade que fica em contato com este é diferente para cada corrente (exceção para 2, 4 e 6 A, quando o parafuso tem a mesma bitola, embora diferenciado nas cores).

A fixação deste parafuso é feita com uma chave especial chamada de chave para parafuso de ajuste (ou chave rapa). Na base, a conexão do fio fase deve ser no parafuso central, evitando que a parte roscada fique energizada quando sem fusível. Fusível NH O fusível NH é usado nos mesmos casos do Diazed, porém é fabricado de 6 a 1. 250 A. O conjunto é formado por fusível e base. A colocação elou retirada do fusível é feita com o punho saca- fusível.

Existe nele um sinalizador de estado (bom/queimado), porém não em cores diferentes, como no Diazed. Disjuntores Os disjuntores também estão presentes em algumas instalações residenciais, embora sejam menos comuns do que os fus[veis. Sua aplicação determinadas vezes interfere com a aplicação dos fusíveis, pois são elementos que também se destinam a proteção do circuito contra correntes de curto- circuito. Em alguns casos, uando há o elemento térmico os disiuntores também pode a proteção contra 0 DF 27