Tipos de Partida de Motores Elétricos

1 Partida direta ou a plena tensão Este é sistema de partida em que os terminais do motor são conectados diretamente à rede no instante da partida, recebendo, portanto tensão nominal na partida, disto resulta bom torque de partida, porém com os problemas da alta corrente. É o método de partida mais simples, em que não são empregados dispositivos especiais de acionamento. Apenas são utilizados disjuntores, chaves interruptoras ou contatores. Esta partida só é permitida pela maioria das concessionárias de energia elétrica quando o motor tiver potência igual ou menor a: a) 5 CV – rede trifásica de 220/110V b) 7,5 CV – rede trifásica de 380/220V c) 9% dos KVA do transformador se este for individual do consumidor. De forma prática podemos considerar que o método de partida direta pode ser utilizado se as seguintes condições forem satisfeitas: a) A corrente nominal da rede é tão elevada que a corrente de partida do motor não é relevante; b) A corrente de partida do motor é de baixo valor porque sua potência é pequena; c) A partida do motor é feita sem carga, o que reduz o tempo de partida e, consequentemente, também os efeitos sobre o sistema de alimentação. Os fatores que impedem a partida de motores de forma direta são: a) As condições impostas pela concessionária fornecedora de energia elétrica (visto anteriormente); b) A partida do motor provoca o desligamento dos circuitos dos outros motores ou dos disjuntores primários (proteção geral da rede); c) A carga a ser movimentada necessita de acionamento lento e progressivo. Do ponto de vista elétrico da máquina motriz, o sistema de partida direta é o melhor sistema, visto que o motor parte com suas características nominais de projeto. As chaves de partida direta são chaves que simplesmente ligam e desligam os motores, podem ser de acionamento manual ou automático, de alavanca, botão, manopla, direta ou reversora, etc.

3.2.2 Partida com tensão reduzida Sempre que possível, a partida de um motor trifásico de gaiola deve ser direta, isto é, a plena tensão, por meio de um dispositivo de controle, geralmente um contator. Existem conjuntos pré-montados, para a partida direta de motores, que reúnem, no mesmo invólucro: - dispositivo de controle (por exemplo, um contator tripolar); - dispositivo de proteção contra sobrecarga (por exemplo, relé bimetálico); - proteção do circuito terminal contra curto-circuito (por exemplo, dispositivo fusível). Determinadas cargas ou máquinas necessitam de partidas suaves e aceleração gradativa, não suportando os altos valores de conjugados produzidos na partida direta (motor a plena tensão). Além disso, devemos obedecer às normas das concessionárias de energia elétrica que limitam a potência de partida direta, devido aos altos picos de corrente e conseqüente flutuação da tensão. A grande maioria dos motores é fornecida com terminais do enrolamento religáveis, de modo a poderem funcionar em redes de pelo menos duas tensões diferentes. Os principais tipos de religação de terminais de motores para funcionamento

em mais de uma tensão são: Chave Estrela-Triângulo e Ligação série-paralela. Podemos ainda partir motores com sistemas de corrente reduzida usando os seguintes dispositivos ou métodos: a) Chave compensadora b) Partida com resistores em série; c) Uso de motor de rotor bobinado ou motor de anéis; d) Conversores de freqüência; e) Sistemas eletrônicos tipo Soft-Starters.

3.2.3 Chave de partida estrela-triângulo (- ) Para a partida com chave estrela-triângulo (-), é fundamental que o motor tenha a possibilidade de ligação em dupla tensão, por exemplo, 220/380V, 380/660V ou 440/760V; os motores deverão ter, no mínimo, 6 bornes de ligação. A partida estrelatriângulo poderá ser usada quando a curva de conjugados de motor for suficientemente elevada para garantir a aceleração da máquina com a corrente reduzida. Na ligação estrela, a corrente fica reduzida para 33% da corrente de partida na ligação triângulo; a curva do conjugado é também reduzida na mesma proporção. Por esse motivo, sempre que for necessária uma partida estrela-triângulo, deverá ser usado um motor com conjugado elevado. Existem casos em que esse tipo de partida não pode ser aplicado. No gráfico A apresentado a seguir temos um motor com alto conjugado resistente (CR). Se na partida estiver em ligação estrela, o motor acelera a carga até a velocidade n, aproximadamente 85% da rotação nominal, então a ligação deverá ser alterada para triângulo. Conjugado de partida é o torque ou força de Arranque para a partida de um motor elétrico. Por ter que vencer a inércia do motor parado, esse conjugado de partida é sensivelmente maior do que o valor nominal de conjugado para a velocidade normal do motor. O conjugado não é constante do movimento da partida até que a velocidade nominal seja alcançada. Essa variação chama-se curva de conjugado, cujos valores são expressos em porcentagem em relação ao conjugado original, ou seja, com relação ao conjugado na velocidade a plena carga. Cada motor tem sua própria curva de conjugado. Essa curva varia com a potência e a velocidade do motor. Assim, em motores de velocidade e potência iguais, mas de fabricantes diferentes, geralmente a curva do conjugado é diferente. - Pode ser calculado pela fórmula: M = 9,55 . P(W)/n (em newton/metro) Nessa igualdade, M é o Conjugado (momento); P é a potência; n é a rotação.

Gráfico A Legenda: I - Corrente em triângulo IY – Corrente em estrela I/IN – relação entre a corrente de partida e corrente a nominal CR – conjugado resistente

Gráfico B C - Conjugado em triângulo CY – Conjugado em estrela C/CN – Relação entre o conjugado de partida e o conjugado nominal

Nesse caso, a corrente que era aproximadamente a nominal, ou seja 100%, passa para 320%, o que não é vantagem, uma vez que, na partida, a corrente era somente de 190%. No gráfico B, temos um motor com as mesmas características, porém o conjugado resistente é bem menor. Na ligação Y, o motor acelera a carga até aproximadamente 95% da rotação nominal. Quando a chave é ligada em , a corrente, que era aproximadamente 50%, sobe para 170%, ou seja, praticamente igual a da partida em Y. Aqui, a ligação estrela-triângulo apresenta vantagem, porque, se a ligação fosse direta, a corrente de partida seria de 600%. Geralmente, a chave estrela-triângulo só deve ser empregada em partidas em vazio, ou com carga parcial; somente depois de ter sido atingida a rotação nominal, a carga (total) poderá ser aplicada. A figura a seguir mostra esquematicamente a ligação estrela-triângulo num motor. O enrolamento de cada fase tem as duas pontas trazidas para fora do motor. Se ligarmos as três fases em triângulo, cada fase receberá a tensão da linha, por exemplo, 220V

(figura). Se ligarmos as três fases em estrela, o motor pode ser ligado a uma linha de 220  3  380V tensão igual a sem alterar a tensão no enrolamento que continua igual a 220 volts por fase, pois, U UF  L 3

Este tipo de ligação exige seis terminais no motor e serve para quaisquer 3 tensões nominais duplas, desde que a segunda seja igual à primeira multiplicada por . Exemplos: 220/380V - 380/660V - 440/760V. Nos exemplos 380/660V e 440/760V, a tensão maior declarada só serve para indicar que o motor pode ser acionado através de uma chave de partida estrela-triângulo.Motores que possuem tensão nominal de operação acima de 600V deverão possuir um sistema de isolação especial, apto a esta condição.