Projeto de Sistemas Eletroeletrônicos Industriais · No dimensionamento de fusíveis, ... Motor de...

Curso de Formação Profissional Técnico em

Eletroeletrônica – Módulo II

Senai Arcos-MG

CFP Eliezer Vitorino Costa

Raphael Roberto Ribeiro Silva

Técnico em eletroeletrônica pelo INPA – Arcos

Estudante de Engenharia Elétrica do IFMG - Formiga

Projeto de Sistemas

Eletroeletrônicos Industriais

Conteúdo Programático

Ferramentas de controle do desenvolvimento e execução do projeto:

• Identificação dos pontos críticos; controle de prazos

Dimensionamento do sistema de acionamento de motores elétricos de

indução (contatoras, relés, disjuntores e circuitos auxiliares):

• Partida direta; Partida estrela-triângulo; Partida compensada; Partida Soft

start; Inversor de frequência.

Dimensionamento do Circuitos de Alimentação e Distribuição do CCM:

• Critérios para o dimensionamento de condutores (seção mínima do

condutor fase, capacidade de condução de corrente e limite da queda de

tensão); critério para o dimensionamento da seção mínima do condutor de

proteção previsto na NBR 5410


Dimensionamento dos dispositivos de proteção do Circuitos de

Alimentação e Distribuição do CCM:

• Disjuntores termomagnético e/ou fusíveis

Dimensionamento do transformador de entrada

Dimensionamento do banco de capacitores

Projeto de integração de sistemas eletropneumática e eletro-hidráulica,

utilizando métodos de:

• Intuitivo; da minimização de contatos ou sequência mínima; da

maximização de contatos ou cadeia estacionária.


Projeto automatizado em sistemas industriais, utilizando controlador

lógico programável e inversor de frequência

Validação:

• Utilização de procedimentos de testes; Utilização de instrumentos de

medição; Utilização de EPI’s; Registrando os dados do comissionamento;

Análise crítica dos resultados; Adequação do projeto com base nos

resultados obtidos.

Forma de Avaliação

20 pontos para participação, comportamento, disciplina, cumprimento de

regras, etc.

60 pontos para avaliações individuais.

1ª Prova – 05/04

2ª Prova – 20/04

20 pontos para exercícios práticos em sala, individuais ou em grupo.

Tipos de Acionamentos de Motores

1 – Partida Direta


2 – Estrela-Triângulo


3 – Motor Dahlander


4 – Chave Compensadora


5 – Partida Série-Paralelo


6 – Partida Soft Starter


7 – Partida com Inversor de Frequência

Projeto de Sistemas Eletroeletrônicos

Quais os componentes comuns a todos os tipos de partida de motores de

indução trifásico?

Contator

São chaves eletromagnéticas destinadas a ligar ou desligar cargas

elétricas (tipo lâmpadas, motores, válvulas, entre outras cargas).

Uma grande vantagem desse dispositivo é permitir o acionamento a

distancia por comando remoto.

O contator é dividido em duas partes, contatos principais ou de potencia e

contatos auxiliares.

Contator

Contatos de Potência: É utilizado para comandar cargas do circuito principal

também conhecido por circuitos de potencia, tais como motores, resistências

de fornos, entre outros.

Contatos Auxiliares: Os contatos auxiliares ou de comando, são aqueles

usados para ligar e desligar circuitos de baixa potencia, pois tem capacidade

de corrente da ordem de no máximo 10 A. São utilizados, também, para fazer a

logica de comando, acionando bobinas dos contatores de potencia, lâmpadas

do painel e solenoides (bobinas) de válvulas.

Dimensionamento de um Contator

Para se dimensionar um contator utilizamos a seguinte fórmula:

𝑘1 → 𝐼𝑁𝐾 ≥ 1,15 𝑥 𝐼𝑁𝑀

Sendo,

𝐼𝑁𝐾 - Corrente Nominal do Contator K1;

𝐼𝑁𝑀 - Corrente Nominal do Motor.


CATEGORIAS APLICAÇÃO

AC1Manobras leves, cargas poucas indutivas (aquecedores, lâmpadasincandescentes, fluorescentes, etc.)

AC2Manobras leves, manobras de motores (bombas, guinchos e compressores);desligamento em regime.

AC3Serviço normal de manobras de motores com rotor de gaiolas (bombas,ventiladores e compressores) desligamento em regime.

AC4Manobras pesadas, acionamento de motores em plena carga (ponte rolantes,tornos, etc.). Comando intermitente (pulsatório) reversão em plena marcha eparadas por contra correntes.

Dimensionamento de um ContatorPara alguns tipos de partidas específicos temos os seguintes passos para

dimensionamento:

Chave de partida direta

Contator principal = fator de serviço(f.s) x corrente nominal do motor(in).

Chave de partida estrela triângulo

Contator k1 e k2 = 0,58 x corrente nominal do motor(in).

Contator k3 = 0,33 x corrente nominal do motor (in).

Chave de partida compensadora

Contator k1 =corrente nominal do motor (in).



Exercícios

1 – Dada a placa do motor elétrico abaixo, dimensione os contatores para os

seguintes tipos de partidas:

a) Partida direta.

b) Partida Estrela-Triângulo.

c) Chave Compensadora.

2 – Dimensione um contator para

um motor com corrente nominal

igual a 3,4 A.

Relé

O relé é um dispositivo utilizado para a proteção de circuitos em relação a

sobrecarga, e diferentemente em relação aos fusíveis, que atuam uma única

vez (queima do filamento), os relés atuam diversas vezes durante a sua vida

útil, ou seja, eles atuam e não tem a necessidade de serem substituídos.

Os relés utilizados comumente como dispositivos de segurança podem ser

do tipo eletromagnéticos e Térmico.

Relé Eletromagnético

Nos Relés Eletromagnéticos a atuação do dispositivo baseia-se na ação

eletromagnética provocada pela circulação da corrente elétrica numa bobina.

Os tipos de relés mais comuns são:

• relé de mínima tensão

• relé de máxima corrente.

Relé Eletromagnético

• Os relés de mínima tensão monitoram a tensão mínima admissível (limiar

mínimo de tensão), são regulados aproximadamente em 80% do valor

nominal da tensão. Quando a tensão for inferior a este limiar o relé atua e

interrompe o circuito de alimentação.

• O relé de máxima corrente é utilizado para monitorar a circulação de

corrente e quando ocorre o aumento de corrente acima do valor

determinado o relé atua e interrompe o circuito de alimentação.

Relé Térmico

Os relés térmicos tem como princípio de atuação a deformação de um

bimetal. O bimetal é formado por duas lâminas de metais diferentes

(normalmente ferro e níquel) cujo coeficiente de dilatação são diferentes, e

com o aumento da temperatura provocado pelo aumento da circulação de

corrente pelo bimetal este se deforma.

Relé Térmico

Normalmente os contatos do relé térmico não estão ligados diretamente ao

motor, mas sim à bobina de comando de contato de acionamento.

O relé térmico possui um ajuste para sua atuação. Portanto, "dimensionar"

o relê térmico, na realidade, significa determinar seu tipo e seu ponto ideal de

ajuste em função da carga.

Dimensionamento do Relé Térmico

A corrente de ajuste é dada pelo produto do fator de serviço do motor

pela corrente nominal.

l ajuste = FS x In

Exercícios

1 – Dimensione o relé térmico de acordo com as placas de motores abaixo:

a) b)

c)

Exercícios2 – Para ambientes em que a temperatura é superior a 40ºC, deve-se

acrescentar 0,1 ao valor de Fs. Dimensione o relé térmico de acordo com as

placas de motores abaixo para ambientes com temperatura acima de 40ºC:

a) b)

c)

Disjuntor Motor

O disjuntor motor é um dispositivo desenvolvido para a proteção de

motores, podem ser construídos apenas para a proteção de curto-circuito

(magnéticos) ou termomagnético (curto-circuito e sobrecarga) . Possui ajuste

na proteção de sobrecarga (térmico), este ajuste do térmico possibilita uma

melhor atuação no caso de sobrecarga em relação a disjuntores com o térmico

fixos.

Disjuntor Motor

Ao contrário dos fusíveis, apresentam atuação multipolar, evitando a

operação desequilibrada nos equipamentos trifásicos, como no caso do fusível,

de ocorrer a queima de um únicos elemento.

Oferecem larga margem de escolha de correntes nominais, e em muitos

casos podem admitir ajustes nos disparadores.

Operação repetitiva, isto é, podem ser religados após terem atuado, sem

necessidade de substituição. Em alguns casos, permite comando à distância.

Apresentam dois níveis de proteção:

• Contra sobre correntes pequenas e moderadas.

• Contra correntes de curto-circuito

Dimensionamento do Disjuntor Motor

O disjuntor motor deve ser dimensionado de acordo com a corrente

nominal do motor

Fusíveis

Classe Funcional dos Fusíveis - A IEC utiliza a montagem com 2 letras,

sendo que a primeira letra, denomina a "Faixa de Interrupção" , ou seja, que

tipo de sobrecorrente o fusível irá atuar, que são elas:

• g - Atuação para sobrecarga e curto, fusíveis de capacidade de interrupção

em toda faixa;

• a - Atuação apenas para curto-circuito, fusíveis de capacidade de

interrupção em faixa parcial.

Fusíveis

A segunda letra, denomina a "Categoria de Utilização", ou seja, que tipo de

equipamento o fusível irá proteger, que são elas:

• L/G Cabos e Linhas/Proteção de uso geral

• M Equipamentos de manobra

• R Semicondutores

• B Instalações de minas

• Tr Transformadores

Os principais fusíveis utilizados no mercado são:

• gL/gG- Fusível para proteção de cabos e uso geral (Atuação para

sobrecarga e curto)

• aM - Fusível para proteção de motores

• aR -Fusível para proteção de semicondutores

Fusíveis

Classificação dos Fusíveis quanto a velocidade de atuação:

• Ultra – Rápidos (Ultra-Fast acting) - Utilizados para a proteção de circuitos

eletroeletrônicos, principalmente para a proteção de componentes

semicondutores onde pequenas variações de corrente em curtíssimo

espaço de tempo fazem o fusível atuar.

• Rápidos (fast acting) - Também utilizados para a proteção de circuitos com

semicondutores e sua atuação é rápida suficiente para limitar o aumento da

corrente num curto intervalo de tempo.

• Normal (normal acting) - A atuação do fusível é mediana, tem como objetivo

de proteção de circuito eletroeletrônico e circuito elétrico, utilizado de forma

mais geral onde a proteção do circuito não necessite um tempo muito curto

de atuação. Utilizado normalmente em circuitos com baixa indutância.

• Retardado (time-delay acting) - São fusíveis de atuação lenta. Utilizados

para a proteção de circuitos elétricos, e tem como principal objetivo a

proteção de circuitos com cargas indutivas (ex. motor) . Esta característica

permite que o fusível não atue no pico de corrente provocado pela partida

do motor.

Fusíveis

Fusíveis

Para os acionamentos de motores principalmente utilizamos os fusíveis

tipos D e NH. É recomendável utilizar fusíveis do tipo D para até 63A e acima

deste valor, fusíveis NH por questões econômicas.

• Fusível Tipo D – Os fusíveis tipo D (Diazed) podem ser de ação rápida ou

retardada, são construídos para valores de no máximo 200 A. A capacidade

de ruptura é de 70kA com uma tensão de 500V.

Fusíveis

• Fusível Tipo NH - Podem ser de ação rápida ou retardado, sua construção

permite valores padronizados de corrente que variam de 6 a 1000 e sua

capacidade de ruptura é sempre superior a 70kA com uma tensão máxima

de 500V

Valores padrões de corrente nominais dos fusíveis:

• Tipo D – 2, 4, 6, 10, 16, 20, 25, 35, 50 e 63.

• Tipo NH – 6, 10, 16, 20, 25, 35, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 224, 250,

315, 355, 400, 500, 630, 800, 1000 e 1250.

Dimensionamento de Fusíveis

No dimensionamento de fusíveis, recomenda-se que sejam observados, no

mínimo, os seguintes pontos:

• 1º Critério de escolha do Fusível - Devem suportar o pico de corrente (Ip)

dos motores durante o tempo de partida (TP) sem se fundir. Com o valor de

Ip e TP determina-se pelas curvas características dos fusíveis fornecidas

pelos fabricantes o valor necessário do fusível, 1o critério.

• 2º Critério de escolha do Fusível – devem ser especificados com uma

corrente superior a 20% acima do valor nominal da corrente (In) do circuito

que irá proteger. Este procedimento preserva o fusível do envelhecimento

prematuro, mantendo a vida útil do fusível.

𝐼𝐹 = 1,2𝑥𝐼𝑛

Dimensionamento de Fusíveis

• 3º Critério de escolha do Fusível– devem proteger também os dispositivos

de acionamento (contatores e relés térmicos) evitando assim a queima

destes. Para isso verifica-se o valor máximo do fusível admissível na tabela

dos contatores e relés.

• IFmax é lido nas tabelas fornecidas pelos fabricantes

Exercícios

1 - Dimensionar o fusível, o relé térmico e o(s) contator(es) para os seguintes

dados de motores:

a) Motor de 3CV, alimentação trifásica 220V e partida direta.

b) Motor de 5 CV, alimentação trifásica 220V e partida estrela-triângulo.

c) Motor de 10CV, alimentação trifásica 220V e partida com compensadora

65%.

d) Motor de 1,5CV alimentação trifásica 380V e partida direta.

e) Motor de 7,5CV alimentação trifásica 380V e partida estrela-triângulo.

f) Motor de 15CV, alimentação trifásica 380V e partida compensadora 85%.

g) Motor de 50CV, alimentação trifásica 220V e partida compensadora 80%.

h) Motor de 75CV, alimentação trifásica 380V partida compensadora 65%.

Relé Temporizador

Os Relés Temporizadores são dispositivos utilizados durante o processo

do acionamento das partidas de motores. Sua utilização é bastante diversa e

depende da aplicação desejada. Os relés temporizadores mais utilizados são o

de retardo na energização (RE), o retardo de desenergização (RD), estrela-

triângulo (Ү→Δ) e os relés cíclicos.

Relé Temporizador

Relé Inteligente

O relé de proteção eletrônico que permite ampliar as funções de proteção

do motor, evitando assim o seu desgaste prematuro e consequentemente a

necessidade de troca do mesmo, o que provocaria custo adicional com a

aquisição de um novo motor assim como a perda econômica pela parada do

processo produtivo para realizar a troca do mesmo.

Atualmente os relés eletrônicos de proteção de motores são conhecidos

como relé inteligentes, isto por causa da incorporação de redes de

comunicação, possibilitando o comando remoto das partidas de motores além

de possibilitar o completo gerenciamento do mesmo. Esta é a grande

vantagem do relé inteligente, possibilitar o gerenciamento de todos os aspectos

ligados ao motor, incluindo o diagnóstico rápido da falha diretamente da mesa

de operações do processo industrial.

Relé Inteligente

Uma vez solucionado o problema com paradas súbitas, a preocupação

está direcionada para o tempo de parada para manutenção preventiva, pois

cada hora em manutenção é uma hora sem produção. Por isso, além do

diagnóstico remoto através de redes de comunicação, os relés inteligentes em

geral possibilitam diagnóstico local através de IHM (interface homem máquina),

possibilitando rápida resolução da falha (alguns fabricantes já disponibilizam

IHM em português).

Outra grande vantagem que o relé inteligente pode oferecer é o

gerenciamento de energia da planta industrial, com base nas informações

mensuradas através de módulos opcionais, com isso será possível obter um

mapeamento energético completo dos motores instalados no processo

industrial. Com esta informação será simples criar o fluxo energético da planta,

monitorar a disponibilidade dos barramentos e cabos, rastrear perdas e

promover ações de redução de consumo, assim como detectar qualquer

alteração na performance dos motores.

Relé Inteligente

Sinalizadores Visuais e Sonoros

São componentes utilizados para indicar o estado em que se encontra um

painel de comando ou processo automatizado. As informações mais comuns

fornecidas através destes dispositivos são : ligado, desligado, falha e

emergência. Podem ser do Tipo Sonoro e/ou Visual.

Simbologia de Comandos

Dimensionamento de Condutores Elétricos

O dimensionamento de um condutor deve ser precedido de uma análise

detalhada das condições de sua instalação e da carga a ser suprida;

Um condutor mal dimensionado, além de implicar a operação inadequada

da carga, representa um elevado risco de incêndio para o patrimônio,

principalmente quando está associado a um projeto deficiente.

Para que um condutor esteja adequadamente dimensionado é necessário

projetar os elementos de proteção a ele associados de maneira que as

sobrecargas e sobrecorrentes do sistema não afetem a sua isolação.


Critérios para a Divisão de Circuitos (NBR 5410:2004)

I. Divisão dos circuitos de acordo com as necessidades, de forma a

satisfazer:

i. Segurança: Evitar qualquer perigo e limitar as consequências de

uma falta a uma área restrita; evitar o risco de realimentação

inadvertida através de outro circuito.

ii. Conservação de Energia: Evitar os inconvenientes que possam

resultar de um circuito único, tal como um só circuito de

iluminação; facilitar o controle do nível de iluminamento.

iii. Funcionais: Circuitos individuais para tomadas e iluminação;

circuitos individuais para diferentes ambientes, circuitos individuais

para motores e outros equipamentos.

iv. Produção: Circuitos individuais para diferentes setores de

produção (tipo de indústria).

v. Manutenção: Facilitar as verificações e os ensaios.


II. Circuitos específicos para determinadas partes da instalação.

III. Criar condições nos quadros de comandos e condutos para futuras

ampliações.

IV. Distribuir de forma equilibrada as cargas monofásicas e bifásicas entre as

fases.

A seção mínima dos condutores elétricos de fase deve satisfazer,

simultaneamente, aos três critérios seguintes:

1. Capacidade de condução de corrente.

2. Limites de queda de tensão.

3. Capacidade de condução de corrente de curto-circuito por tempo limitado.


1. Critério de capacidade de condução de corrente (iluminação, tomada e

cargas gerais).


1. Critério de capacidade de condução de corrente.

Motores

Capacitores


1. Critério de capacidade de condução de corrente.

Exercícios

1. Determinar a seção dos condutores isolados em PVC que alimentam um

CCM que alimenta três motores de 40 cv e quatro motores de 15 cv, todos

de IV polos ligados em tensão de 380V e com fatores de serviço unitários.

Adotar condutores em eletroduto circular contido em canaleta ventilada

embutida no piso.

2. Determinar a seção dos condutores isolados em PVC que alimentam um

CCM que alimenta dois motores de 40 cv e três motores de 50 cv, todos de

II polos ligados em tensão de 220V. Os motores são da marca WEG

trifásico gaiola de esquilo. Adotar condutores em eletroduto circular contido

em canaleta ventilada embutida no piso.

3. Determinar a seção dos condutores instalados em eletroduto aparente

isolados em PVC para instalar um banco de capacitores com potência de

50 kVAr, 380 V e 60 Hz.


2. Critérios dos limites de queda de tensão.

Exercícios

1. Calcular a seção do condutor que liga um QGF ao CCM, sabendo‐se que a

carga é composta por dez motores de 10 cv, IV polos, 380V, fator de

serviço unitário, e o comprimento do circuito é de 150 m. Adotar o condutor

unipolar isolado em PVC, instalado no interior de canaleta não ventilada,

admitindo uma queda de tensão máxima de 5%.


3. Critério da capacidade da corrente de curto-circuito.


O condutor neutro deve possuir a mesma seção que os condutores fase

nos seguintes casos:

1. Circuitos monofásicos;

2. Circuitos bifásicos com neutro (2 fases + neutro), quando a taxa de 3ª

harmônica e seus múltiplos não for superior a 33%.

3. Circuitos trifásicos com neutro, quando a taxa de 3ª harmônica e seus

múltiplos não for superior a 33%.

Conforme a NBR‐5410, apenas nos circuitos trifásicos é admitida a

redução do condutor neutro. Tal procedimento deve atender, simultaneamente,

as três condições seguintes:

1. O circuito for presumivelmente equilibrado, em serviço normal.

2. A corrente das fases não contiver uma taxa de 3ª harmônica e seus

múltiplos superior a 15%.

3. O condutor neutro for protegido contra sobrecorrentes.


O condutor de proteção deve atender as seguintes especificações:

CCM – Centro de Controle de Motores

CCM’s são painéis completos (montados) que acomodam equipamentos

para Proteção, Seccionamento e Manobra de Cargas. Tem uma função

específica nos sistemas de distribuição de energia elétrica em unidades

comerciais e industriais. São os painéis onde estão conectados os cabos

provenientes das cargas. Apesar de aproximadamente 85 % das cargas

industriais serem motores (motivo do nome “Centro de Controle de Motores”), o

termo “cargas” é abrangente, podendo significar qualquer equipamento que

consuma energia elétrica, como estufas, resistores, etc. A utilização dos CCM´s

é destinada a instalações industriais em que apresentam:

• Grande número de cargas que devam ser comandados;

• Deva ser assegurada máxima continuidade de operação;

• For necessário o acesso de pessoal não qualificado;

• For exigido alto nível de segurança para os operadores e pessoas de

manutenção.


Dependendo do grau de separação interno encontrado em um CCM, o

mesmo pode receber diferentes denominações físico/comerciais.

1. CCM não compartimentado: apresenta uma placa de montagem única,

onde os conjuntos de proteção e manobra de cada carga individual estão

montados todos juntos nesta mesma placa.


2. CCM COMPARTIMENTADO: é aquele onde os equipamentos de proteção,

e manobra de cada carga estão montados em compartimentos separados

dentro do painel. Este CCM pode ser fixo ou extraível.

a) CCM extraível: dentro de cada compartimento é montada uma gaveta

que pode ser removida do painel sem o auxílio de ferramenta. Os

equipamentos para proteção e manobra da partida são montados

dentro das gavetas, minimizando os tempos de parada pois pode-se

substituir as gavetas rapidamente.

b) CCM fixo: dentro de cada compartimento é montada uma placa de

montagem fixa não removível onde são alocados os equipamentos

para proteção e manobra da partida.


a) CCM extraível


b) CCM fixo

CCM Inteligente

Atualmente, é comum na utilização para acionamentos de motores de:

inversores de freqüência, reguladores de potência, sistemas de partida,

controladores programáveis, que comandam uma série de parâmetros,

sensores ou medidores digitais de grandezas elétricas que podem ser

conectados em alguns tipos de rede de comunicação. A estes CCM´s, damos o

nome de CCM´s inteligentes. Com a utilização dos CCM´s inteligentes é

possível receber antecipadamente um alarme de problemas potenciais,

eliminar desligamentos desnecessários, isolar falhas de modo a reduzir o

tempo de parada e distribuir ou equalizar as cargas enquanto o problema está

sendo solucionado, além de poder reduzir os trabalhos de fiação,

necessidades de espaço e tempo de instalação.

O CCM pode ser implementado para receber equipamentos com

comunicação em rede dentro das gavetas, possibilitando que o comando e

sinalização das partidas sejam conectados ao sistema de controle através de

redes de comunicação industrial.

Transformadores

Os transformadores são maquinas elétricas estáticas a aumentar ou

reduzir valores de tensão e de corrente de um sistema elétrico, transmitindo a

energia elétrica de um circuito a outro.

Em transmissão e distribuição de energia, os transformadores são

essenciais, sendo que sua aplicação se estende aos pequenos, médios e

grandes consumidores.

Se as grandezas elétricas, tensão, corrente e potencia, são alteradas

diretamente pelos transformadores, é importante que você saiba como e onde

isso ocorre internamente, e quais suas partes principais, que são três:

• Enrolamento primário: responsável pela entrada de energia e pela

produção do campo magnético de indução;

Transformadores

• Núcleo: estrutura mecânica, formada de chapas de ferro com grande

permeabilidade magnética com capacidade de conduzir linhas magnéticas.

A finalidade desse componente é criar um caminho para o campo

magnético reduzindo ao máximo as perdas das linhas de transmissão.

• Enrolamento secundário: responsável por fornecer ao consumidor de

energia as características nominais para seu funcionamento.

Transformadores

Transformadores

Relação de Transformação – RT

A relação de transformação RT é a proporção entre as características do

enrolamento primário e as do enrolamento secundário.

Para definir essa porporção, devemos conhecer a relação espira/volt e o

numero de espiras necessários para induzir um volt. Essas espiras são

calculadas no enrolamento primário, de acordo com a tensão de alimentação.

Já a relação do enrolamento da bobina do secundário é calculada, de acordo

com a tensão a ser fornecida para a carga ou sistema elétrico.

𝑈𝑝

𝑁𝑝=𝑈𝑠

𝑁𝑠Np – Numero de espiras do enrolamento primario;

Ns – Numero de espiras do enrolamento secundário;

Up – Tensão do primário;

Us – Tensão do secundário;

Exercícios

1 – Sabendo que temos uma tensão de entrada de 127 V, com 500 espiras no

enrolamento primário. Defina o numero de espiras no secundário para os

seguintes valores de tensões:

a) 5 V;

b) 10 V;

c) 15 V;

d) 24 V;

e) 220 V.

2 - Sabendo que temos uma tensão de entrada de 220 V, com 200 espiras no

enrolamento primário. Defina a tensão no secundário para os seguintes valores

de espiras:

a) 1000 espiras;

b) 2000 espiras;

c) 500 espiras;

Transformadores

A identificação da relação de transformação nos transformadores é feita

verificando-se quantas vezes um enrolamento é maior que o outro.

A aplicação do transformador é que define a RT e, a partir dessa relação,

sabemos se um transformador será abaixador, se a tensão do primário é maior

que a tensão do secundário, elevador, se a tensão do secundário é maior que

a tensão do primário ou do isolador, se as tensões tem o mesmo valor.

Transformadores

Tipos de Transformadores

Os transformadores são classificados quanto a sua finalidade de aplicação,

seja para medir algumas das grandezas elétricas ou para alterar seus valores e

transferir para outro circuito.

Quando desejamos medir as grandezas elétricas, como tensão e corrente,

em sistemas de medição, em circuitos que operam em um patamar muito

elevado para a aplicação direta dos instrumentos específicos, como

voltímetros, amperímetros e wattímetros, são utilizados os transformadores de

potencial, conhecido como TP, e os transformadores de corrente, conhecidos

como TC.

Transformadores

Quando a finalidade é alterar a tensão e a corrente e manter a potencia

estável de um circuito para outro, com o objetivo de alimentar uma única carga,

ou potencia, dividido em três modelos:

1. Transformador Industrial.

2. Transformador de Força.

3. Transformador de distribuição.

Transformadores

Transformador de Potencial – TP

O TP é utilizado para medições de tensão elétrica, quando o valor dessa

tensão esta em patamares elevados, gerando riscos a segurança do operador

do sistema ou ao próprio equipamento de medição. Os próprios instrumentos

são instalados com relação a esses valores elevados, não permitindo a

medição direta em tensões na ordem de 13,8 KV. Nesse caso, utiliza-se um TP.

São transformadores abaixadores com uma relação de transformação muito

alta, reduzindo o valor da tensão do secundário a um nível seguro.

Transformadores

Transformador de Corrente – TC

Os TC’s tem a mesma finalidade dos TPs: reduzir grandezas elétricas a

níveis seguros de operação, com a diferença de que o TC faz a redução com a

corrente.

Esses transformadores são utilizados em sistemas de medições. Por meio

de uma amostragem da corrente no primário, é possível identificar o real valor

dessa corrente.

Sua construção é basicamente de um enrolamento de poucas, ou

nenhuma espira no enrolamento primário, dependendo do modelo do TC.

Transformadores

TC Tipo Barra

O enrolamento do secundário é montado sobre uma barra de cobre. O

campo magnético formado pela alta corrente que circula nessa barra, indicada

como corrente do primário, induz no enrolamento do secundário as novas

características do circuito secundário, de acordo com a relação de

transformação.

Transformadores

A instalação desse transformador é realizada por meio da fixação da barra

fixa, utilizando os parafusos de fixação dos terminais P1 e P2, diretamente no

barramento do circuito em que desejamos medir a sua corrente.

O campo magnético criado por essa corrente induz na bobina secundária

uma nova tensão e uma nova corrente nos terminais S1 e S2, proporcional a

sua relação de transformação. Esses novos valores de corrente e de tensão

nos permite saber o valor da corrente que passa pelo barramento. Nos

terminais S1 e S2, é ligado o instrumento que mostrara o valor dessa corrente.

Transformadores

TC Tipo Janela

O funcionamento deste TC é semelhante ao tipo barra. Ele possibilita a

instalação diretamente nos condutores por meio de sua abertura, chamada de

janela. Os condutores são inseridos nessas janelas, permitindo uma maior

flexibilidade de instalação. Não é necessário a fixação dos terminais do

barramento. Quando instalados, esses condutores se constituem como circuito

primário do transformador.

Transformadores

Todo equipamento ou aparelho utilizado em sistemas de medição, seja de

grandeza elétrica ou não, tem uma característica de fabrica que é indicada em

sua relação de dados. A tabela a seguir mostra as características técnicas dos

TCs.

TRANSFORMADORES DE CORRENTE TIPO JANELA

Corrente Nominal Primária (A)

Corrente Secundário

Classe de exatidão (%)

Carga Nominal (VA)

60 1 3 2,5

100 1 1,2 2,5

200 1 0,6 5

Transformadores

Transformadores

Transformadores de Energia

Os transformadores de energia também são conhecidos como

transformadores de potencia. São equipamentos destinados a elevar ou a

abaixar valores de tensão e corrente de um circuito para o outro, mantendo as

potencias do circuito primário e do circuito secundário praticamente iguais. São

considerados transformadores sem perdas ou ideal. São ainda responsáveis

pela maioria das aplicações que utilizam transformadores em sistemas

elétricos, quando necessitamos de circuitos alimentadores com características

diferentes das características das cargas.

As finalidades de uso desse transformador , que pode ser do tipo força, de

distribuição ou individual se dão em cada um de seus usos, peculiaridades que

tornam algumas características , como potencia de transmissão, mais

importantes em um tipo do que em outro.

Transformadores

Transformadores de Força

Os transformadores de força são utilizados na geração e na transmissão

de energia elétrica. São considerados transformadores de grande porte e

aplicados em áreas abertas junto as usinas hidroelétricas ou termoelétricas.

Esses transformadores são responsáveis por elevar a tensão produzida a

um patamar que seja possível transportar essa energia a longas distancias,

evitando um aumento das perdas e nos custos que ocorrem com essa

operação.

Com o aumento dos comprimentos dos cabos condutores, a resistência

elétrica também aumenta, dando-lhes a condição de consumidores dessa

energia. Essa condição de consumidor faz com que a energia total produzida

não seja transmitida ao seu destino final. Se a tensão de transmissão é

elevada a um valor muito alto, a energia perdida nos cabos se torna irrelevante

ao sistema elétrico.

Transformadores

A corrente de transmissão tende a ser baixa, pois quanto maior a tensão

menor a corrente e vice-versa. A potencia gerada deverá ser transmitida de

forma estável ate o seu ponto final.

Já a seção dos cabos é diretamente proporcional a corrente. Quanto maior

a tensão menor será a corrente, consequentemente, menor será o diâmetro

dos cabos de transmissão.

Os transformadores de força são elevadores, partindo de 2200 V podendo

chegar ate a 750 KV dependendo da distancia, quando transmitem a energia e

abaixadores, reduzindo de 750 KV podendo chegar ate 13,8 KV, quando as

recebem próximas do local de distribuição.

Transformadores

Transformadores de Força

Transformadores

Transformadores de Distribuição

Transformadores de distribuição são aqueles responsáveis pela

distribuição da energia ao consumidor final como industrias, comércios,

hospitais e residências.

Seu funcionamento é igual ao transformador de força. Ele possui um porte

menor, mas são em grandes quantidades, espalhados por toda a cidade,

pendurados em postes ou nos pátios de distribuição.

São instalados após os transformadores de força e sua função é abaixar a

tensão a um valor compatível com as necessidades dos consumidores.

Transformadores

Transformadores de Distribuição

Transformadores

Transformadores Industriais (Estabilizadores)

Os transformadores industriais são ligados diretamente as cargas

consumidoras. Podem ser de pequeno, médio e grande porte, podendo chegar

a valores de ate 500 KVA de potencia. Tem o mesmo principio de

funcionamento dos transformadores de força e distribuição.

Sua utilização ocorre quando necessitamos adequar a alimentação da

carga ou sistema a rede de alimentação do local onde será instalada essa

carga. Esses transformadores podem ser utilizados também como isoladores

de circuitos. Essa aplicação é realizada quando desejamos mante um circuito

isolado fisicamente e estabelecer apenas uma ligação magnética com a rede

de alimentação que alimenta outras cargas simultaneamente.

Transformadores

Transformadores Industriais (Estabilizadores)

Ligação de Transformadores

Os transformadores são construídos para operar em sistema de

alimentação trifásico, bifásico e monofásico. Grandes consumidores de energia

utilizam o sistema trifásico. As ligações desses transformadores, quando

instalados em uma dessas redes, devem ser compatíveis com as

características especificadas pelos dois circuitos, pela rede de alimentação e

pela entrada do transformador.

Os transformadores trifásicos são construídos utilizando se três grupos de

bobinas que permitem as ligações triangulo e estrela, nos enrolamentos

primário e secundário. Essa combinação de ligações proporciona varias

opções na rede de alimentação e na tensão fornecida pelo secundário. A

escolha da melhor opção será definida no local da instalação, junto com a

carga instalada.

Ligação de Transformadores

Taps de Transformador

Os Taps permitem variarmos a relação entre as espiras da bobina do

transformador, isso possibilita outras opções de tensões de alimentação ou de

saída, por meio de derivações em suas bobinas. Como a relação entre o

numero de espiras e a tensão é diretamente proporcional, taps com mais

espiras proporcionam maiores tensões.

Potência do Transformador

Para especificar um transformador, é necessário conhecer a potencia que

será solicitada em seu secundário para manter a carga com suas

características nominais. A incompatibilidade entre as potencias, da carga e do

transformador, provocara mau funcionamento em todo o sistema elétrico.

Ela é fornecida em VA, que representa a potencia aparente do sistema.

Seu valor é disponibilizado na saída do enrolamento secundário.

Na relação entre o primario e o secundário ocorrem perdas que ocorrem

em dois momentos que são chamados de perda no cobre, que são resistências

ôhmicas dos condutores utilizados nos enrolamentos e perdas no ferro são os

fenômenos físicos da indução que acontecem no núcleo do transformador.

Potência do Transformador

Pela formula a seguir, especificamos o rendimento na relação entre o

primário e o secundário:

η =𝑃𝑆𝑃𝑃

Onde:

η – rendimento do transformador em %.

𝑃𝑆 - potencia do secundário.

𝑃𝑃 - potencia do primário.

Exercícios

1 – Calcule a potencia do enrolamento secundário de um transformador para

os seguintes valores de rendimento e potencia do primário:

a) 85% e 300 KVA.

b) 90% e 300 KVA.

c) 95% e 1000 KVA.

d) 79% e 100 KVA.

e) 79% e 200 KVA.

Índice de Proteção

O índice de proteção aplicado nos transformadores, principalmente os de

força e de distribuição, representam um dado importante para esses

equipamentos que funcionam com tensões elevadas e grandes potencias. Eles

geram riscos de acidentes de elevadas proporções.

Uma grande parte deles é isolada a óleo. Suas bobinas são imersas em

um óleo mineral ou vegetal biodegradável, especial para essa aplicação. A

função desse óleo não é apenas funcionar como isolante elétrico dos

enrolamentos em relação a estrutura metálica, mas também manter a

temperatura das suas bobinas em níveis estabelecidos pelas classes de

isolamento dos componentes da sua construção. Além disso, para evitar

vazamento do óleo, sua estrutura é selada, não permitindo nenhum acesso de

umidade ou de objetos em seu interior.

Índice de Proteção

Outro tipo de transformador de grande porte é o transformador a seco. Ele

possui IP que varia de 00 a 55, dependendo do local de instalação. Esse

modelo depende do ar natural para sua refrigeração e essa característica limita

a potencia de alguns modelos.

Sensores e Atuadores

Sensores são considerados dispositivos sensíveis a alguma condição, ou

seja, é um dispositivo sensível a fenômenos físicos, tais como temperatura,

pressão vazão, luz, umidade, calor, corrente elétrica, entre outros.

O sensor utiliza essa sensibilidade para eviar sinais elétricos a

controladores e ou dispositivos de medição.

Atuador é um dispositivo que atua sobre algo, ou seja, que faz determinada

força. Os atuadores são dispositivos que exercem certa quantidade de força

determinada por um sistema de controle. Os atuadores podem ser de diversos

tipos como magnéticos, hidráulicos, pneumáticos e elétricos.

Sensores de Proximidade

Os sensores de proximidade, assim como as chaves fim de curso, são

elementos emissores de sinais elétricos os quais são posicionados no decorrer

do percurso de cabeçotes móveis de máquinas e equipamentos industriais,

bem como das haste de cilindros hidráulicos e ou pneumáticos. O acionamento

dos sensores, entretanto, não dependem de contato físico com as partes

móveis dos equipamentos, basta apenas que estas partes aproximem-se dos

sensores a uma distância que varia de acordo com o tipo de sensor utilizado.

Existem no mercado diversos tipos de sensores de proximidade os quais

devem ser selecionados de acordo com o tipo de aplicação e do material a ser

detectado. Os mais empregados na automação de máquinas e equipamentos

industriais são os sensores capacitivos, indutivos, ópticos, magnéticos e ultra-

sônicos, além dos sensores de pressão, volume e temperatura, muito utilizados

na indústria de processos.

Sensores de Proximidade

Basicamente, os sensores de proximidade apresentam as mesmas

características de funcionamento. Possuem dois cabos de alimentação elétrica,

sendo um positivo e outro negativo, e um cabo de saída de sinal. Estando

energizados e ao se aproximarem do material a ser detectado, os sensores

emitem um sinal de saída que, devido principalmente à baixa corrente desse

sinal, não podem ser utilizados para energizar diretamente bobinas de

solenoides ou outros componentes elétricos que exigem maior potência.

Diante dessa característica comum da maior parte dos sensores de

proximidade, é necessária a utilização de relés auxiliares com o objetivo de

amplificar o sinal de saída dos sensores, garantindo a correta aplicação do

sinal e a integridade do equipamento.

Sensor Capacitivo

Os sensores de proximidade capacitivos registram a presença de qualquer

tipo de material. A distância de detecção varia de 0 a 20 mm, dependendo da

massa do material a ser detectado e das características determinadas pelo

fabricante.

Sensor Indutivo

Os sensores de proximidade indutivos são capazes de detectar apenas

materiais metálicos, a uma distância que oscila de 0 a 20 mm, dependendo

também do tamanho do material a ser detectado e das características

especificadas pelos diferentes fabricantes.

Sensor Óptico por Barreira Fotoelétrica

Os sensores de proximidade ópticos detectam a aproximação de qualquer

tipo de objeto, desde que este não seja transparente. A distância de detecção

varia de 0 a 100 mm, dependendo da luminosidade do ambiente.

Normalmente, os sensores ópticos por barreira fotoelétrica são construídos em

dois corpos distintos, sendo um emissor de luz e outro receptor. Quando um

objeto se coloca entre os dois, interrompendo a propagação da luz entre eles,

um sinal de saída é então enviado ao circuito elétrico de comando

Sensor Óptico Reflexivo

Outro tipo de sensor de proximidade óptico, muito usado na automação

industrial, é o do tipo reflexivo no qual emissor e receptor de luz são montados

num único corpo, o que reduz espaço e facilita sua montagem entre as partes

móveis dos equipamentos industriais. A distância de detecção é entretanto

menor, considerando-se que a luz transmitida pelo emissor deve refletir no

material a ser detectado e penetrar no receptor o qual emitirá o sinal elétrico de

saída.

Sensor Magnético

Os sensores de proximidade magnéticos, como o próprio nome sugere,

detectam apenas a presença de materiais metálicos e magnéticos, como no

caso dos imãs permanentes. São utilizados com maior frequência em

máquinas e equipamentos pneumáticos e são montados diretamente sobre as

camisas dos cilindros dotados de êmbolos magnéticos. Toda vez que o êmbolo

magnético de um cilindro se movimenta, ao passar pela região da camisa onde

externamente está posicionado um sensor magnético, este é sensibilizado e

emite um sinal ao circuito elétrico de comando

Pressostato

Os pressostatos, também conhecidos como sensores de pressão, são

chaves elétricas acionadas por um piloto hidráulico ou pneumático. Os

pressostatos são montados em linhas de pressão hidráulica e ou pneumática e

registram tanto o acréscimo como a queda de pressão nessas linhas,

invertendo seus contatos toda vez em que a pressão do óleo ou do ar

comprimido ultrapassar o valor ajustado na mola de reposição

Elementos de Processamento de Sinais

Os componentes de processamento de sinais elétricos são aqueles que

analisam as informações emitidas ao circuito pelos elementos de entrada,

combinando-as entre si para que o comando elétrico apresente o

comportamento final desejado, diante dessas informações. Entre os elementos

de processamento de sinais podemos citar os relés auxiliares, os contatores de

potência, os relés temporizadores e os contadores, entre outros, todos

destinados a combinar os sinais para energização ou desenergização dos

elementos de saída.

Elementos de Saída de Sinais

Os componentes de saída de sinais elétricos são aqueles que recebem as

ordens processadas e enviadas pelo comando elétrico e, a partir delas,

realizam o trabalho final esperado do circuito. Entre os muitos elementos de

saída de sinais disponíveis no mercado, os que nos interessa mais diretamente

são os indicadores luminosos e sonoros, bem como os solenoides aplicados

no acionamento eletromagnético de válvulas hidráulicas e pneumáticas.


Indicadores Luminosos

Os indicadores luminosos são lâmpadas incandescentes ou LEDs,

utilizadas na sinalização visual de eventos ocorridos ou prestes a ocorrer. São

empregados, geralmente, em locais de boa visibilidade que facilitem a

visualização do sinalizador.


Indicadores Sonoros

Os indicadores sonoros são campainhas, sirenes, cigarras ou buzinas,

empregados na sinalização acústica de eventos ocorridos ou prestes a ocorrer.

Ao contrário dos indicadores luminosos, os sonoros são utilizados,

principalmente, em locais de pouca visibilidade onde um sinalizador luminoso

seria pouco eficaz


Solenoides

Os solenoides são bobinas eletromagnéticas que, quando energizadas,

geram um campo magnético capaz de atrair elementos com características

ferrosas, comportando-se como um imã permanente.


Numa eletroválvula, hidráulica ou pneumática, a bobina do solenoide é

enrolada em torno de um magneto fixo, preso à carcaça da válvula, enquanto

que o magneto móvel é fixado diretamente na extremidade do carretel da

válvula. Quando uma corrente elétrica percorre a bobina, um campo magnético

é gerado e atrai os magnetos, o que empurra o carretel da válvula na direção

oposta a do solenoide que foi energizado. Dessa forma, é possível mudar a

posição do carretel no interior da válvula, por meio de um pulso elétrico.


Em eletroválvulas pneumáticas de pequeno porte, do tipo assento, o

êmbolo da válvula é o próprio magneto móvel do solenoide. Quando o campo

magnético é gerado, em consequência da energização da bobina, o êmbolo da

válvula é atraído, abrindo ou fechando diretamente as passagens do ar

comprimido no interior da carcaça da válvula.

Força e Pressão

Força é qualquer causa que tende a produzir movimento. Pressão é um

obstáculo ao fluxo.

𝐹 = 𝑃𝑥𝐴

F – Força (N)

P – Pressão

A – Área (m²)

Válvulas

Os comandos pneumáticos consistem de elementos de sinal, elementos de

comando e elementos de trabalho. Os elementos de sinal e de comando

influenciam o processo do trabalho, razão pela qual serão denominados

“válvulas’.

As válvulas são aparelhos de comando ou de regulagem de partida,

parada e direção. Elas comandam também a pressão ou a vazão do meio de

pressão armazenada em um reservatório ou movimentada por uma

hidrobomba.

As válvulas, segundo as suas funções, serão subdivididas em cinco

grupos:

• Válvulas direcionais;

• Válvulas de dupla ação;

• Válvulas de pressão;

• Válvulas de fluxo (vazão);

• Válvulas de fechamento.

Válvulas

Válvulas Direcionais

São válvulas que interferem na trajetória do fluxo do ar, desviando-o para

onde for mais conveniente em um determinado momento por ação de um

acionamento externo.

Têm por função orientar a direção que o fluxo de ar deve seguir, a fim de

realizar um trabalho proposto. Para um conhecimento perfeito de uma válvula

direcional, deve-se levar em conta os seguintes dados:

• Posição Inicial

• Número de Posições

• Número de Vias

• Tipo de Acionamento (Comando)

• Tipo de Retorno

• Vazão


As válvulas direcionais são sempre representadas por um retângulo. Este

retângulo é dividido em quadrados. O número de quadrados representados na

simbologia é igual ao número de posições da válvula, representando a

quantidade de movimentos que executa através de acionamentos.

Número de posições é a quantidade de manobras distintas que uma

válvulas direcional pode executar ou permanecer sob a ação de seu

acionamento. Nestas condições, a torneira, que é uma válvula, tem duas

posições: ora permite passagem de água, ora não permite.

O número de vias é o número de conexões de trabalho que a válvula

possui. São consideradas como vias a conexão de entrada de pressão,

conexões de utilização e as de escape. Para fácil compreensão do número de

vias de uma válvula de controle direcional podemos também considerar que:

Válvulas de Bloqueio

Válvulas de bloqueio são elementos que em geral bloqueiam a passagem

de ar em um sentido, permitindo a passagem livre no sentido oposto. A pressão

no lado do bloqueio atua sobre o elemento vedante, permitindo assim, a

vedação perfeita da válvula.

Válvulas de Retenção

Válvulas de retenção impedem completamente a passagem do ar em uma

direção, permitindo que o ar passe praticamente livre com a mínima queda de

pressão na direção oposta. O fechamento pode ser efetuado através de cone,

esfera, membrana ou placa.

Válvulas Alternadora

Esta válvula possui duas entradas X e Y e uma saída A. Quando o ar

comprimido entra em X, a esfera bloqueia a entrada Y e o ar circula de X para

A. Em sentido contrario quando o ar circula de Y para A, a entrada X fica

bloqueada. Quando um lado de um cilindro ou de uma válvula entra em

exaustão, a esfera permanece na posição em que se encontrava antes do

retorno do ar.

Válvulas de Simultaneidade

Esta válvula possui duas entradas X e Y e uma saída A. O ar comprimido

pode passar somente quando houver pressão em ambas as entradas. Um sinal

de entrada em X ou Y impede o fluxo para A em virtude do desequilíbrio das

forças que atuam sobre a peça móvel. Quando existe uma diferença de tempo

das pressões, a última é a que chega na saída A. Se os sinais de entrada são

de pressões diferentes, a maior bloqueia um lado da válvula e a pressão menor

chega até a saída A. Esta válvula é também chamada de elemento E.

Válvulas de Escape Rápido

Estas válvulas são usadas para aumentar a velocidade dos êmbolos dos

cilindros. Tempos de retorno elevados, especialmente em cilindros de ação

simples podem ser eliminados dessa forma.

A válvula é dotada de uma conexão de pressão P, uma conexão de escape

R bloqueado e uma saída A.

Quando se aplica pressão em P, a junta desloca-se contra o assento e

veda o escape R. O ar circula até a saída A. Quando a pressão em P deixa de

existir, o ar que agora retorna pela conexão A, movimenta a junta contra a

conexão P provocando seu bloqueio. Desta forma o ar pode escapar por R

rapidamente para a atmosfera. Evita-se com isso, que o ar de escape seja

obrigado a passar por uma canalização longa e de diâmetro pequeno até a

válvula de comando. O mais recomendável é colocar o escape rápido

diretamente no cilindro ou então o mais próximo possível do mesmo.

Válvulas de Escape Rápido

Circuitos Eletro-Pneumáticos

Os circuitos eletropneumáticos são esquemas de comando e acionamento

que representam os componentes pneumáticos e elétricos empregados em

máquinas e equipamento industriais, bem como a interação entre esses

elementos para se conseguir o funcionamento desejado e os movimentos

exigidos do sistema mecânico. Enquanto o circuito pneumático representa o

acionamento das partes mecânicas, o circuito elétrico representa a sequência

de comando dos componentes pneumáticos para que as partes móveis da

máquina ou equipamento apresentem os movimentos finais desejados.

Basicamente, existem três métodos de construção de circuitos

eletropneumáticos:

• Intuitivo;

• minimização de contatos ou sequência mínima;

• maximização de contatos ou cadeia estacionária.

Método Intuitivo

Na técnica de elaboração de circuitos eletropneumáticos pelo método

intuitivo utiliza-se o mecanismo do pensamento e do raciocínio humano na

busca da solução de uma situação-problema apresentada. Dessa forma, pode-

se obter diferentes soluções para um mesmo problema em questão,

característica principal do método intuitivo.

Exemplo: Ao acionarmos um botão de comando, a haste de um cilindro de

ação simples com retorno por mola deve avançar. Enquanto mantivermos o

botão acionado, a haste deverá permanecer avançada. Ao soltarmos o botão, o

cilindro deve retornar a sua posição inicial.

Método IntuitivoPara solução desta situação problema, o circuito

pneumático apresenta um cilindro de ação simples com

retorno por mola e uma válvula direcional de 3/2 vias,

normal fechada, acionada eletricamente por solenoide e

reposicionada por mola. O circuito elétrico de comando

utiliza o contato normalmente aberto de um botão de

comando pulsador.

Acionando-se o botão pulsador S1, seu contato

normalmente aberto fecha e energiza a bobina do

solenoide Y1 da válvula direcional. Com o solenoide Y1

ligado, o carretel da válvula direcional é acionado para a

direita, abrindo a passagem do ar comprimido do pórtico

1 para o 2 e bloqueando a descarga para a atmosfera 3.

Dessa forma, o ar comprimido é dirigido para a câmara

traseira do cilindro, fazendo com que sua haste avance

comprimindo a mola. Enquanto o botão de comando S1

for mantido acionado, o solenoide Y1 permanece ligado e

a haste do cilindro avançada.

Método IntuitivoSoltando-se o botão pulsador S1, seu contato que

havia fechado abre automaticamente e interrompe a

passagem da corrente elétrica, desligando a bobina do

solenoide Y1. Quando o solenoide Y1 é desativado, a

mola da válvula direcional empurra o carretel para a

esquerda, bloqueando o pórtico 1 e interligando os

pórticos 2 e 3. Dessa forma, o ar comprimido acumulado

na câmara traseira do cilindro escapa para a atmosfera e

a mola do cilindro retorna a haste para a sua posição

inicial.

Método da Minimização de Contatos

O método de minimização de contatos, também conhecido como método

cascata ou de sequência mínima, reduz consideravelmente o número de relés

auxiliares utilizados no comando elétrico. É aplicado, principalmente, em

circuitos sequenciais eletro-hidráulicos acionados por válvulas direcionais de

duplo solenoide com retenção que, por não possuírem mola de reposição,

apresentam a característica de memorizar o último acionamento efetuado.

Este método consiste em subdividir o comando elétrico em setores, os

quais serão energizados um de cada vez, evitando possíveis sobreposições de

sinais elétricos que ocorrem, principalmente, quando a sequência de

movimentos dos cilindros é indireta.


Exemplo: comando de uma fresadora.

1º passo: desenhar o diagrama “trajeto-passo”.

2º passo: reconhecimento da situação na qual os sinais se sobrepõem pela

resolução intuitiva, desenhando o esquema pneumático e elétrico.


3º passo: dividir ou classificar a sequência de movimentos em grupos. O

desligamento de sinal se processa após o último movimento do grupo e assim

sucessivamente para os demais grupos. O número de grupos representa o

número de linhas auxiliares de corrente que serão energizadas e

desenergizadas uma a uma (em forma de cascata), eliminando os sinais

indesejáveis, através de relés com circuito de autor retenção. O número de

relés para comutação de linhas auxiliares é sempre igual ao número de linhas

auxiliares menos um (1)


4º passo: desenhar o circuito pneumático, identificar e representar a posição

das chaves m de curso ou sensores e o acionamento das válvulas

(solenoides).


5º passo: desenhar a parte elétrica, com o circuito de comando (relés

comutadores de linhas) e o circuito principal, em que aparecerão as linhas

auxiliares que são energizadas pelos contatos dos relés comutadores de

linhas.

Método da Maxização de Contatos

O método apresentado nesta seção, maximização de contatos, pode ser

aplicado com segurança em todo circuito sequencial eletro-hidropneumático.

Este método não apresenta a característica de reduzir o número de relés

auxiliares utilizados no comando elétrico, em compensação, pode ser aplicado

com segurança em todo circuito sequencial eletro-hidropneumático, não

importando o tipo de acionamento das válvulas direcionais. A grande vantagem

que o comando cadeia estacionária leva sobre os demais métodos de

construção de circuitos elétricos é a total segurança na emissão dos sinais

enviados pelos componentes de entrada, tais como botoeiras, chaves fim de

curso e sensores de proximidade. Isso significa que o movimento seguinte de

uma sequência só ocorre depois da confirmação do movimento anterior.

Referências Bibliográficas

BASOTTI. Márcio Rogério. Eletricidade: Instalações Industriais. SENAI –

RS, 2002.

SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL – SENAI –

Eletricista de Manutenção – Comandos Elétricos – BH – 1998.

NATALE, Ferdinando. Automação Industrial. 4ª Edição. São Paulo. Ed.

Érica. 2002.

SENAI. MG. Automação – PLC

GEORGINI, Marcelo. Automação Aplicada – Descrição e Implementação

de Sistemas Sequenciais com PLCs. 3ª Edição. São Paulo. Ed. Érica.

2002.

Projeto de Sistemas Eletroeletrônicos Industriais · No dimensionamento de fusíveis, ... Motor de...

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