POR QUE DEVEMOS UTILIZAR A PARTIDA ESTRELA-TRIÂNGULO?

Esse artigo foi feito pra quem ainda tem dúvidas sobre o que é a partida estrela-triângulo e o motivo dela ser tão utilizada na indústria. Então se você ainda sente dificuldades no assunto, leia tudo até ao final com atenção.

O maior problema de um motor elétrico trifásico é a sua corrente de partida, podendo absorver de 6 a 8 vezes o valor da corrente nominal.

A depender da potência, esse pico de corrente pode causar sérios transtornos na rede elétrica e principalmente no motor.

As concessionárias exigem dispositivos auxiliares para a partida, como forma de minimizar tais efeitos de sobrecorrente.

Para o nível de tensão de 220 V, a partida direta pode ser utilizada em motores de até 5 CV. Já em 380 V, é permitido utilizar em motores de até 7,5 CV.

Porém em alguns locais, se houver qualquer deficiência no abastecimento de energia elétrica, esse valor pode ser reduzido drasticamente.

A chave estrela triângulo é uma das soluções para cargas maiores que têm uma elevada corrente de partida.

COMO FUNCIONA A CHAVE ESTRELA-TRIÂNGULO?

A chave estrela-triângulo pode ser manual ou automática.

A utilização dessa chave em um sistema de partida de motores pode reduzir cerca de 30% o valor da corrente de partida caso essa mesma carga fosse acionada através da partida direta.

Ou seja, se o motor absorve cerca de 6 a 8 vezes o valor da sua corrente nominal na partida direta, esse valor seria reduzido a cerca de 2 ou 2,5 vezes utilizando a chave estrela- triângulo.

Em um sistema de partida estrela-triângulo, o motor tem seu fechamento feio em estrela, ou seja, com o maior nível de tensão (geralmente em 380 V). Após um determinado período, cerca de 15 segundos, a comutação é realizada para o fechamento em triângulo (220 V).

Vale lembrar que durante esse curtíssimo período de comutação de estrela para triângulo, a corrente atinge seu pico máximo, porém esse tempo é curto, o que faz com que essa corrente de partida não atinja valores elevados em um maior espaço de tempo como na partida direta.

VANTAGENS E DESVANTAGENS  

Para resumir tudo o que foi abordado até aqui, é possível citar as seguintes vantagens nesse tipo de partida:

• A corrente de partida chega a ser 30% do valor se comparada com o valor em uma partida direta, reduzindo drasticamente os problemas que podem ser causados por um mau dimensionamento, como aquecimento, falha no funcionamento e até mesmo a queima do motor;
• Se o valor da partida é reduzido, a bitola dos condutores também será reduzida quase que a nível da corrente nominal do motor;

Porém também há algumas desvantagens, podemos citar:

• No momento do acionamento do motor, não é possível ter carga devido ao seu torque ser reduzido. Apenas é possível acionar a carga quando houver a comutação de estrela para triângulo (de 380 V para 220 V, por exemplo);
• Apenas motores do tipo estrela-triângulo podem ser utilizados nessa partida. São motores onde há mais de dois níveis de tensão. 

Dessa forma, podemos concluir que esse tipo de partida é uma das melhores opções para reduzir os terriveis efeitos de uma elevada corrente de partida em motores elétricos.

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MOTORES ELÉTRICOS: SAIBA COMO DIMINUIR O DESPERDÍCIO DE ENERGIA NAS INDÚSTRIAS!

Esse assunto é de extrema importância para evitar desperdícios de energia em indústrias, consequentemente havendo uma diminuição considerável no valor da fatura de energia.

Os motores elétricos numa instalação industrial consomem, em média, 75% da energia demandada. 

Por isso, devem ser motivo de avaliações periódicas, para determinar se estão operando na faixa de melhor desempenho. 

Em geral, para motores de potência nominal não superior a 100 cv, são validas as seguintes informações constatadas pelos catálogos dos fabricantes:

• Quanto maior a sua potência nominal, mais elevado é o seu rendimento máximo;
• Os motores, em geral, operam com o seu rendimento máximo quando carregados a 75% da sua potência nominal;
• Os motores que operam com uma taxa de carregamento igual ou inferior a 50% de sua potência nominal, apresentam um rendimento acentuadamente declinante;
• Os motores que operam com uma taxa de carregamento igual ou superior a 75% de sua po tência nominal apresentam um rendimento próximo a seu rendimento máximo.

A especificação, a utilização e os cuidados com os motores elétricos podem resultar na eliminação ou redução dos desperdícios de energia elétrica, ou seja:

• Substituir os motores elétricos que operam com carga inferior a 60% de sua capacidade nominal (relação entre a potência útil e a potência nominal);
• Instalar inversores nos motores elétricos de indução que operam por um longo período de tempo com carga de potência variável, tais como ventiladores, compressores etc;

Para se determinar o potencial de economia de energia elétrica que pode ser obtida na operação dos motores elétricos, existe um cronograma que deve ser seguido.

Avaliação do desperdício de energia elétrica

• Baixa qualidade da energia fornecida;
• Dimensionamento inadequado do motor;
• Tensão elétrica inadequada;
• Utilização inadequada do motor;
• Condições operativas inadequadas;
• Condições dc manutenção inadequadas;
• Baixo fator de potência do motor;
• Transmissão motor-máquina desajustada;
• Temperatura ambiente elevada

Dificuldades de avaliação de desperdícios

• Dados de catálogos incorretos;
• Variação de rendimentos entre fabricantes;
• Rebobinamento dos motores.

Medidas dc combate ao desperdício

Seleção adequada do motor relativamente à:

• Potência nominal;
• Regime de funcionamento;
• Corrente de partida;
• Queda de tensão na partida;
• Conjugado de partida;
• Chave dc partida;
• Temperatura ambiente;
• Dimensionamento do circuito de alimentação;
• Dimensionamento económico dos condutores.

Cuidados com a substituição dos motores

• Substituição sempre por motores de alto rendimento;
• Verificação da rotação;
• Verificação das tensões de placa comparadas com as da rede;
• Verificação do número de partidas por hora;
• Regime de funcionamento do motor.
• Capacidade do condutor de alimentação;
• Redimensionamento da proteção 

Potencial de economia dos motores

Para se determinar o potencial de economia dos motores elétricos de uma instalação específica, devem se implementar os seguintes procedimentos:

• Listar os motores de maior potência nominal;
• Potência nominal;
• Tensão de operação;
• Conjugado de partida;
• Regime de operação;
• Medir a corrente nas condições normais de trabalho;
• Analisar a curva de desempenho do motor;
• Fator de potência;
• Rendimento para a corrente medida.

Vale lembrar: Motores elétricos na indústria fazem parte apenas de um dos problemas na questão de eficiência energética. 

Aqui mesmo no blog, já foi abordado um outro "vilão" da indústria: A iluminação industrial. (Clique Aqui Para Acessar o Artigo).

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PROTEÇÃO EM COMANDOS ELÉTRICOS: O DISJUNTOR TERMOMAGNÉTICO!

Como foi dito no post sobre Os Fusíveis (Clique Aqui Para Acessar), será feita uma série sobre os dispositivos de proteção em comandos elétricos, dessa vez vamos falar sobre os Disjuntores Termomagnéticos.

Os disjuntores são também usados na proteção contra altas correntes, porém tem a vantagem de poderem ser religados várias vezes, diferentemente dos fusíveis. 

O disjuntor desliga automaticamente quando é detectada uma sobrecarga ou um curto circuito. O número de vezes é determinado pelo fabricante, mas é sempre da ordem de milhares.

O termo disjuntor normalmente se refere a uma chave com desligamento automático quando a corrente se eleva acima do valor nominal de funcionamento.

Esta proteção baseia-se no princípio da dilatação de duas lâminas de metais distintos, portanto, com coeficientes de dilatação diferentes. Uma pequena sobrecarga faz o sistema de lâminas deformar-se (efeito térmico) sob o calor desligando o circuito.

Os disjuntores são divididos em quatro tipos, de acordo com seus pólos:

• Monopolar: Utilizado em circuitos monofásicos;
• Bipolar: Utilizado em circuitos bifásicos;
• Tripolar: Utilizado em circuitos trifásicos;
• Tetrapolar: Apresenta também a proteção do NEUTRO.

A figura abaixo mostra os disjuntores monopolar, bipolar e o tripolar, respectivamente.

Os disjuntores também são classificados de acordo com a sua curva de atuação:

• Curva B: Atua entre 3x à 5x da corrente nominal (In). São usados em cargas resistivas, como chuveiros, lâmpadas e etc;
• Curva C: Atua entre 5x à 10x da corrente nominal (In). Utilizados em cargas indutivas, por suportar um pico de corrente, como em motores e eletrobombas;
• Curva D: Atua entre 10x à 50x da corrente nominal (In). Utilizados em cargas fortemente indutivas com grandes picos de corrente, como transformadores.

OBS.: É extremamente importante escolher o tipo correto da curva do disjuntor de acordo com a sua aplicação, para evitar problemas de atraso ou adiantamento de desarme.

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PROTEÇÃO EM COMANDOS ELÉTRICOS: O FUSÍVEL!

Antes de começarmos a falar de fato sobre o fusível, é necessário fazer uma breve explicação sobre os dispositivos de proteção no geral.

Os dispositivos de proteção têm, como objetivo, proteger os equipamentos e condutores de uma instalação dos danos de uma corrente de alto valor e de grande duração.

Todos equipamentos que estão conectados a uma rede elétrica estão sujeitos a falhas elétrica ou de circunstância que acarreta problemas na rede elétrica, como por exemplo: curto circuito, sobrecarga, falta de fase, queda de tensão e etc.

Para evitar que esses incidentes causem danos aos componentes e perturbações na rede de alimentação, os dispositivos de partida dos motores devem ser providos de:

• Proteção contra curto circuitos: para detectar e interromper o mais rápido possível correntes anormais inferiores à dez vezes a corrente nominal (In);
• Proteção contra sobrecarga: para detectar aumentos da corrente até 10In e interromper a partida antes que o aquecimento do motor e dos condutores danifiquem seus isolantes. 

Os fusíveis são dispositivos de proteção contra curto-circuito (e contra sobrecarga caso não seja usado relé para este fim) de utilização única, ou seja, após sua atuação devem ser descartados. 

Os fusíveis geralmente são dimensionados 20% acima da corrente nominal do circuito.

O fusível interrompe o circuito quando houver correntes maiores que 160% da sua corrente nominal. 

O tempo de atuação diminui a medida em que aumenta o valor relativo da sobrecarga. 

Assim uma sobrecarga de 190% da corrente nominal será interrompida mais rapidamente que uma de 170%. 

Podemos classificar os fusíveis em dois tipos: retardados e rápidos.

• O fusível de ação retardada é usado em circuitos nos quais a corrente de partida é muitas vezes superior à corrente nominal, ou seja, em curto circuitos. É o caso dos motores elétricos e cargas capacitivas. 
• Já o fusível de ação rápida é utilizado em cargas resistivas e na proteção de componentes semicondutores, ou seja, em sobrecargas de corrente, onde não há picos de partida.

Os fusíveis mais utilizados em comandos elétricos são classificados de acordo com seu formato e forma de conexão.

Tipo D ou DIAZED 

São encontrados na faixa de corrente entre 2 à 63 A e tem a corrente de ruptura (Ir) de até 70KA.

Corrente de ruptura é a corrente máxima que a estrutura física do fusível suporta, caso essa corrente seja ultrapassada, o fusível pode explodir.

Ele é indicado para suportar picos de corrente, pois tem a ação retardada, ou seja, usado em circuitos de motores, por exemplo.

Na figura abaixo, está sendo representado o fusível DIAZED, onde é possível ver as suas informações: Corrente que o filamento do fusível suporta (20A); a faixa de tensão (500V) e a sua corrente de ruptura (50KA).

Quanto à sua estrutura física, o fusível DIAZED é constituído por:

• Fusível; 
• Tampa;
• Parafuso de ajuste;
• Anel de proteção;
• Base.

Tipo NH 

Os fusíveis NH são mais robustos do que os DIAZED, tendo sua corrente de ruptura (Ir) de até 120KA e com faixas de corrente entre 4 à 1000A.

Na figura abaixo, está sendo representado o fusível NH, onde é possível ver as suas informações: Corrente que o filamento do fusível suporta (125A); a faixa de tensão (500V) e a sua corrente de ruptura (120KA).

São usados para proteger circuitos que em serviço estão sujeitos à sobrecargas de curta duração, como por exemplo, partida direta de um motor trifásico.

Os fusíveis NH são presos a uma base, onde precisa-se de um punho para retirá-lo dessa base quando houver necessidade.

Além disso, são diferenciados de acordo com o tamanho: NH0, NH1, NH2 e NH3.


Vamos fazer uma série sobre os dispositivos de proteção, então fique ligado nos próximos posts!

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APRENDA A CORRIGIR O FATOR DE POTÊNCIA! RÁPIDO E FÁCIL!

O que é fator de potência?

Fator de potência é um determinado valor que indica o quanto de energia elétrica que é transformada em outras formas de energia. Este número varia de 0 a 1, ou seja, de 0 a 100%. 

É definido pela razão da potência ativa (W) pela potência aparente (VA).

Um fator de potência (FP) igual a 1, indicaria que o aparelho utilizou toda a energia elétrica e a transformaria em algum outro tipo de energia em forma de trabalho.

O que é correção de fator de potência?

Quando uma indústria apresenta um baixo fator de potência, é necessário aumentá-lo, pois um baixo fator de potência acarreta em um maior consumo de energia elétrica, além de provocar um aumento na corrente, causando aquecimento nos condutores e no equipamento. 

Esse procedimento é feito através da instalação de um banco de capacitores no sistema, que tem a função de armazenar a energia reativa gerada pela rede, visto que essa energia é inútil para a indústria, pois é uma energia que não é transformada em trabalho.  

Como corrigir o fator de potência para 0.95?

Para corrigir um fator de potência para 0,95, são necessários seis passos:

1. Analisar as três últimas contas de energia elétrica da instalação (kwh/mês);
2. Dessas três contas analisadas, separe a que tem o maior consumo mensal; 
3. Anote o fator de potência mencionado na conta de energia. Caso não esteja constando na conta, basta entrar em contato com a concessionária de energia para pedir o demonstrativo;
4. Divida o consumo representativo por 730 horas por mês, para obter a demanda média mensal em kw;
5. Existe uma tabela padronizada conhecida como Tabela do Fator Multiplicador (Clique Aqui para Baixar a Tabela). Localize o fator de potência original na coluna esquerda da tabela, o fator mencionado na conta de energia representativa. Após isso, analise a coluna da direita, o fator de potência desejado, onde há o fator multiplicador;
6. O número encontrado pela multiplicação dos valores é a potência reativa (kvar), necessário para a correção do fator de potência desejado.

Exemplo de Cálculo

Corrigir o fator de potência de um motor de trifásico que é de 0,86 para 0,95.

Tensão: 380 V

Potência: 10 CV x 0,736 = 7,36 kW

FP = 0,86

N% = 0,88 (Rendimento)

Consumo Mensal Do Motor (kWh/mês)

kWh/mês = 7,36 kW x 20 horas x 30 dias / 0,88 (N%)

kWh/mês = 5000 kWh/mês

Demanda Mensal do Motor (kW)

kW = 5000 kWh / 730 horas = 6,85 kW

Fator Multiplicador

Como foi dito no Passo 5, existe uma tabela onde há diversos fatores multiplicadores padronizados para a correção do fator de potência.

No lado esquerdo da tabela, consta o fator de potência original do motor, que é de 0,86. Na parte superior, há o fator de potência desejado.

No nosso exemplo, o fator de potência é de 0,86 e o fator de potência desejado é de 0,95, então o fator multiplicador para essa situação é de 0,264.

Dimensionamento do Banco de Capacitores (kVAR)

kVAR = Demanda do Motor (kW) x Fator Multiplicador

kVAR = 6,85 kW x 0,264 = 1,80 KVAr

Obs.: É aconselhável dimensionar o banco de capacitores com uma folga de 25%, a nível de segurança.

kVAR = 1,80 x 1,25 = 2,25 kVAR

O valor do banco de capacitores a ser instalado nessa aplicação é de 2,25 kVAR.

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