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COMANDOS ELЙTRICOS INTRODUЗГO As aplicaзхes de 7 p , a parte industrial й sem dъvida uma das mais importantes, sobretudo porque representa a transformaзгo da energia elйtrica como parte de um produto. Como tal, й frequentemente integrante das atividades exercidas pelos profissionais da бrea, seja na forma de projetos elйtricos, instalaзгo dos equipamentos e acessуrios, fator fundamental para que se obtenha elevada rentabilidade e racionalizaзгo dos procedimentos industriais, e com isso custos e preзos otimizados.

Dentro desta бrea de conhecimento situa-se a бrea dos comandos elйtricos, que sгo tйcnicas e mйtodos para cionamentos de mбquinas e equipamentos. O comando elйtrico й composto de circuito de forзa, onde sгo registrados e ligadas as cargas, e circuito de comando onde os dispositivos de manobra e proteзгo sгo comandados. A figura 1. 1 mostra um motor de induзгo trifбsico tнpico. O motor de induзгo tem caracterнsticas prуprias de funcionamento, que sгo interessantes ao entendimento dos comandos elйtricos e serгo vistos em capнtulos posteriores.

Um dos pontos fundamentais para o entendimento dos comandos elйtricos й a noзгo de que “os objetivos principais dos elementos em um painel elйtrico sгo: ) “proteger o operador e b) propiciar uma lуgica de comando”. Partindo do princнpio da proteзгo do operador uma seqькncia genйrica dos elementos necessбrios a partida e manobra de motores й mostrada na figura 1. 2. Nela podem-se distinguir os seguintes elementos: A) Secciona mento: Sу pode ser operado sem carga. Usado durante a manutenзгo e circuito. erificaзгo do B) Proteзгo contra correntes de curto-circuito: Destina-se a proteзгo dos condutores do circuito terminal. C) Proteзгo 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 potкncia, onde circula a maior corrente. Ainda falando em proteзгo, as manobras (ou partidas de motores) convencionais, sгo dividas em dois tipos, segundo a norma IEC 60947: I.

Coordenaзгo do tipo 1: Sem risco para as pessoas e instalaзхes, ou seja, desligamento seguro da corrente de curto-circuito. Porйm pode haver danos ao contator e 2 OF sobrecarga. II. Coordenaзгo do tipo 2: Sem risco para as pessoas e instalaзхes. Nгo pode haver danos ao relй de sobrecarga ou em outras partes, com exceзгo de leve fusгo dos contatos do ontator e estes permitam uma fбcil separaзгo sem deformaзхes significativas. O relй de sobrecarga, os contatores e outros elementos em maiores detalhes nos capнtulos posteriores, bem como a sua aplicaзгo prбtica em circuitos reais.

Em comandos elйtricos trabalhar-se-б bastante com um elemento simples que й o contato. A partir do mesmo й que se forma toda lуgica de um circuito e tambйm й ele quem dб ou nгo a conduзгo de corrente. Basicamente existem dois tipos de contatos, listados a seguir: l. Contato Normalmente Aberto (NA): nгo hб passagem de corrente elйtrica na posiзгo de repouso. Desta forma a carga nгo estarб acionada. II. Contato Normalmente Fechado (NF): hб passagem de posiзгo de repouso. Desta forma a carga estarб acionada.

Botoeira ou Botгo de comando Sгo elementos de comando que servem para energizar ou desenergizar contatores, sendo que comutam seus contatos NA ou NF atravйs de acionamento manual. Podem variar quanto аs cores, formato e proteзгo do acionador, quantidade e tipos de contatos, e reaзгo ao acionamento. Quanto ao formato e proteзгo do acionador temos desde as botoeiras tipo soco, que tкm o acionador grande na forma de “cogumelo”, sendo de 27 cidental e somente devem ser operadas conscientemente.

A variaзгo quanto а reaзгo ao acionamento consiste de dois tipos: as de posiзгo mantida que trocam a condiзгo do contado NA ou NF toda vez que sгo operadas e permanecem na nova posiзгo atй o prуximo acionamento; e as pulsantes, que trocam a condiзгo do contato somente enquanto existir a pressгo externa, voltando аs condiзхes iniciais assim que cesse a mesma. A botoeira faz parte da classe de componentes denominada “elementos de sinais”. Estes sгo dispositivos pilotos e nunca sгo aplicados no acionamento direto de motores. A figura 2. a mostra o caso de uma botoeira para comutaзгo de 4 pуlos.

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

Outros tipos de elementos de sinais sгo os Termostatos, Pressostatos, as Chaves de Nнvel e as chaves de fim de curso (que podem ser roletes). Todos estes elementos exercem uma aзгo de controle discreta, ou seja, liga / desliga. Como por exemplo, se a pressгo de um sistema atingir um valor mбximo, a aзгo do Pressostato serб o de mover os contatos desligando o sistema. Cas inia novamente um valor 4 27 desligando o sistema. Caso a pressгo atinja novamente um valor mнnimo atua-se re-ligando o mesmo. Sensores Sensores sгo componentes que realizam uma comutaзгo elйtrica sem haver contato fнsico.

Podem atuar pela aproximaзгo de lgum material, ou, ainda, pela variaзгo de alguma grandeza fнsica, como temperatura e pressгo. Sгo diversos os tipos de sensores, cada um com sua caracterнstica de acionamento. Os sensores indutivos atuam pela aproximaзгo de materiais metбlicos; jб os sensores capacitivos atuam com a aproximaзгo de qualquer tipo de material. Existem tambйm os sensores magnйticos, que fazem a comutaзгo elйtrica mediante a presenзa de um campo magnйtico externo, proveniente de um imг permanente ou de um eletroнmг.

Os sensores уpticos atuam quando ocorre a interrupзгo dos raios de luz provenientes de um emissor para um eceptor, devidamente alinhados. Alguns sensores tкm seu nome relacionado com a grandeza fнsica que determina seu acionamento, como, por exemplo, Pressostato, termostato, fluxostato,vacuostatos, tacostatos, etc. A ligaзгo de um sensor a um circuito divide-se basicamente em dois tipos: sensores para ligaзгo direta – devendo-se observar sua tensгo e corrente mбxima – e sensores para ligaзгo indireta, devendo-se ligar com relйs apropriados, onde estarгo os contatos para comutaзгo.

Para os sensores de proxi s 7 вncia para acionamento de cargas elйtricas, pois permitem a combinaзгo de lуgicas no omando, bem como a separaзгo dos circuitos de potкncia e comando. Os mais simples constituem-se de uma carcaзa com cinco terminais. Os terminais (1) e (2) correspondem a bobina de excitaзгo. O terminal (3) й o de entrada, e os terminais (4) e (5) correspondem aos contatos normalmente fechado (NF) e normalmente aberto (NA), respectivamente.

Uma caracteristica importante dos relйs, como pode ser observado na figura 22a й que a tensгo 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 nгo hб contato fнsico entre os terminais de acionamento e os de trabalho. Este conceito permitiu o surgimento de dois circuitos em um painel elйtrico: I. Circuito de comando: neste encontra-se a Interface com o operador da mбquina ou dispositivo e portanto trabalha com baixas correntes (atй 1 0 A) elou baixas tensуes. II.

Circuito de Potкncia: й o circuito onde se encontram as cargas a serem acionadas, tais como motores, resistкncias de aquecimento, entre outras. Neste podem circular correntes elйtricas da ordem de 10 A ou mais, e atingir tensхes de atй 760 Figura 2. 2 relй Relй Tйrmico ou de Sobrecarga Diagrama esquemбtico de um Antigamente a prote гo contra corrente de sobrecarga era feita por um elemento se inado de relй tйrmico. 6 2,’ presenзa de uma corrente acima da nominal por um periodo de tempo longo. Atualmente os disjuntores englobam esta funзгo e sendo assim os relйs de sobrecarga caнram em desuso.

Contatores Para fins didбticos pode-se considerar os contatores como relйs expandidos, pois o principio de funcionamento й similar. Conceituando de forma mais tйcnica, o contator й um elemento eletro-mecвnico de comando a distвncia, com uma unica posiзгo de repouso e sem travamento. Como pode ser observado na figura 2. 3, o contator consiste basicamente de um nъcleo magnйtico excitado por uma bobina. Uma parte do nъcleo magnйtico й mуvel, e й atraнdo por forзas de aзгo magnйtica quando a bobina й percorrida por corrente e cria um fluxo magnйtico.

Quando nгo circula corrente pela bobina de excitaзгo essa parte do nъcleo й repelida por aзгo de molas. Contatos elйtricos sгo distribuнdos solidariamente a esta parte mуvel do nъcleo, constituindo um conjunto de contatos mуveis. Solidбrio a carcaзa do contator existe um conjunto de contatos fixos. Cada jogo de ontatos fixos e mуveis podem ser do tipo Normalmente aberto (NA), ou normalmente fechado (NF). Figura 2. 3 – Diagrama esquemбtico 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 trifбsicas a 3 fios.

Um fator importante a ser observando no uso dos contatores sгo as fa[scas produzidas pelo impacto, durante a comutaзгo dos contatos. Isso promove o desgaste natural dos mesmos, alйm de consistir em riscos a saъde humana. A intensidade das faнscas pode se agravar em ambientes ъmidos e tambйm com a quantidade de corrente circulando no painel. Dessa forma foram aplicadas diferentes formas de proteзгo, resultando em uma classificaзгo destes elementos. Basicamente existem 4 categorias de emprego de contatores principais: a. ACI : й aplicada em cargas фhmicas ou pouco indutivas, como aquecedores e fornos a resistкncia. b.

AC2: й para acionamento de motores de induзгo com rotor bobinado. c. AC3: й aplicaзгo de motores com rotor de gaiola em cargas normals como bombas, ventiladores e compressores. d. AC4: й para manobras pesadas, como acionar o motor de induзгo em plena carga, reversгo em plena marcha e operaзгo intermitente. A figura 2. 4 mostra o aspecto de um contator comum. Este elemento serб mais detalhado em capнtulos posteriores. Figura 2. 4 Fusнveis — Foto de contatares comerciais Os fusнveis sгo elementos bem conhecidos, pois se encontram em instalaзхes residenciais, nos carros, em equipamentos eletrфnicos tre outros.

Tecnicamente destinam a proteзгo contra correntes de curto-circuito. Entende- se por esta ultima aquela provocada pela falha de montagem do sistema, o que leva a impedвncia em determinado ponto a um valor quase nulo, causando assim um acrйscimo significativo no valor da corrente. Sua atuaзгo deve-se a fusгo de um elemento pelo efeito Joule, provocado pela sъbita elevaзгo de corrente em determinado circuito. O elemento fusнvel tem propriedades ffsicas tais que o seu ponto de fusгo й inferior ao ponto de fusгo do cobre. Este ъltimo й o material mais utilizado em condutores de aplicaзгo geral.

Fusнvel Diazed Diazed й o modelo de fusнvel utilizado em instalaзхes industriais nos circuitos com motores. Й do tipo retardado e fabricado para correntes de 2 a 100 A. O conjunto de proteзгo Diazed й formado por: tampa, anel de proteзгo – ou, alternativamente, cobertura de roteзгo -, fusнvel, parafuso de ajuste e base unipolar ou tripolar . com fixaзгo rбpida ou por parafusos). O fusнvel possui na extremidade um indicador que tem a cor correspondente а sua corrente nominal, que й a mesma cor do parafuso de ajuste.

O Indicador desprende se em caso de queima, podendo ser visto pelo visor da tampa. Seu interior й preenchido com uma areia especial, de quartzo, que extingue o arco voltaico em caso de fusгo. O parafuso de ajuste tem a funзгo de nгo permitir a substituiзгo do fusнvel por outro de maior valor ‘б que o diвmetro da extremidade que fica em ubstituiзгo do fusiVel por outro de maior valor, jб que o diвmetro da extremidade que fica em contato com este й diferente para cada corrente (exceзгo para 2, 4 e 6 A, quando o parafuso tem a mesma bitola, embora diferenciado nas cores).

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

Existe nele um sinalizador de estado (bom/queimado), porйm nгo em cores diferentes, como no Diazed. Disjuntores Os disjuntores tambйm estгo presentes em algumas instalaзхes residenciais, embora sejam menos comuns do que os fus[veis. Sua aplicaзгo determinadas vezes interfere com a aplicaзгo dos fusнveis, pois sгo elementos que tambйm se destinam a proteзгo do circuito contra correntes de curto- circuito. Em alguns casos, uando hб o elemento tйrmico os disiuntores tambйm pode a proteзгo contra 0 DF 27