5/22/2018 Tecnicas de Controle Senai PARTE02

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Soft-Starters e Inversores

Neste capitulo abordaremos o funcionamento e as caractersticas das chaves eletrnicas

(soft-starters) e dos inversores e veremos os principais parmetros de configurao drivers.

Tambm, a aplicao desses dispositivos em circuitos eltricos e as vantagens e desvantagens

em comparao com as ligaes de motores eltricos.

3.1 CHAVE ELETRNICA (SOFT-STARTER)

O avano da eletrnica permitiu a criao da chave de partida a estado slido, que

consiste em um conjunto de pares de tiristores (SCR) (ou combinaes de tiristores/

dodos), um em cada borne de potncia do motor. O ngulo de disparo de cada par de

tiristores controlado eletronicamente para aplicar uma tenso varivel aos terminais do

motor durante a acelerao e a desacelerao.

No final do perodo de partida ou parada, ajustvel tipicamente entre 2 e 30 segundos,

a tenso atinge seu valor pleno aps uma acelerao e desacelerao suave ou uma rampa

ascendente e descendente, em vez de ser submetida a incrementos ou saltos repentinos.

Com isso, conseguimos manter a corrente de partida (na linha) prxima da nominal e

com suave variao.

Alm da vantagem do controle da tenso (corrente) durante a partida, a chave

eletrnica apresenta, tambm, a vantagem de no possuir partes mveis ou que gerem

arco, como nas chaves mecnicas. Esse um dos pontos fortes das chaves eletrnicas,

pois sua vida til mais longa.

De acordo com o funcionamento de um tiristor, para que haja acelerao, ocorre um

crescimento da tenso de pico de uma tenso alternada, at chegar ao valor total da

tenso de pico. J na desacelerao, ocorre a diminuio do valor de pico da tenso

alternada at chegar a zero. A figura 15 mostra os grficos de variao de tenso em cadafase, controlando as fases de um motor trifsico.

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AUTOMAO INDUSTRIAL32

M3

R

R

S

S

T

T Rotao nominal

t

t

t

Figura 15 - Controle de fases de um motor trifsico utilizando um soft-starterFonte: DREHER, 2009.

O Quadro 1 mostra uma comparao entre os sistemas de partidas de forma

indireta de acordo com o tipo de motor.

EXECUODOS ENROLAMENTOS

TENSODESERVIO

PARTIDA COMCHAVE ESTRELATRINGULO

PARTIDA COMCHAVE EMSRIEPARALELA

PARTIDACOM SOFTSTARTER

220/380V 220V SIM SIM NO SIM

380V NO SIM NO SIM

220/440V

230/460V

220V / 230V NO SIM SIM SIM

440V / 460V NO SIM NO SIM

380/660V 380V SIM SIM NO SIM

220/ 380/

440V

220V SIM SIM SIM SIM

380V NO SIM SIM SIM

440V SIM SIM NO SIM

Quadro 1 - Mtodos de partidas x motoresQuadro 2 - WEG, 2012.

3.1.1 PRINCPIO DE FUNCIONAMENTO

O funcionamento do soft-starter est baseado na utilizao de uma ligao de

tiristores em ponte, comandada por uma placa eletrnica, para o ajuste da tenso

de sada. A figura 16 mostra o esquema de um soft-starter.

u

v

w

M

3-

+

-+

-

Cartoe

letrnico

d

e

controle

CCS1.0

0

Entradadigitais

Entrada

analgica

Sada a relRL1 RL2 RL3

Sada

analgica

PF

Rede

3~

S

T

RTC

TC

Figura 16 - Diagrama em blocos de um soft-starterFonte: FRANCHI, 2010.

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3 SOFT-STARTERS E INVERSORES 33

O soft-starter controla a tenso da rede por meio do circuito de potncia pelos

tiristores, que varia o ngulo de disparo, variando a tenso eficaz do motor eltrico.

O principal objetivo do funcionamento do soft-starter reduzir a tenso de

partida de um motor eltrico. Como o torque proporcional a essa tenso, o

motor parte com torque reduzido. A figura 17 mostra um grfico comparativo da

corrente de partida direta, estrela-tringulo e soft-starter em relao ao tempo.

CORRENTE

PARTIDA DIRETA

SOFT

STARTER

TEMPO

PARTIDA ESTRELA/TRINGULO

Figura 17 - Comparativo da corrente entre partidas direta, estrela-tringulo e soft-starterFonte: DREHER, 2009.

As principais funes do soft-starter so:

controle do tempo de acelerao e desacelerao do motor;

limitao de corrente;

conjugado de partida;

frenagem por corrente contnua;

proteo do acionamento por sobrecarga;

proteo do motor contra aquecimento; deteco de desequilbrio ou falta de fase do motor.

3.1.2 FORMAS DE LIGAO DO SOFT-STARTER

Existem duas formas de ligao do soft-starter:

ligao direta: o soft-starter ligado diretamente. Dependendo do tipo,

pode ser ligado diretamente ou com auxlio de contatores, fusveis e rels de

sobrecorrente. A figura 18 mostra esse tipo de ligao;

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AUTOMAO INDUSTRIAL34

Chave esttica

M

R

K

F

Contator da rede

Rel de sobrecarga

Figura 18 - Ligao direta com o soft-starterFonte: FRANCHI, 2010.

ligao com contator em paralelo (contator by-pass): feita para reduzir as

perdas no soft-starter quando o motor est em regime normal de trabalho.

Esta ligao vista na figura 19;

Chave esttica

M

RContator da rede

Rel de sobrecarga

F1

K1

F2

Fusveis NH

Condutorem

paralelo

Figura 19 - Ligao com contator by-passFonte: FRANCHI, 2010.

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3 SOFT-STARTERS E INVERSORES 35

Diagrama de ligao de um soft-starter

O soft-starter possui um determinado nmero de entradas e sadas digitais eanalgicas. As sadas podem ser parametrizadas para comando, controle e sinalizao.

As tenses de operao podem ser de 24Vcc, 110Vca e 220Vca, dependendo do

fabricante. A figura 20 mostra o diagrama de comandos do soft-starter.

S1

ABCNPE

S4 1514

13121110

987

654321

Interligaonecessria

Partida conduda

Falha

Contato para freio

AC 380 - 415vAC 200 - 240vAC 100 - 120vN/L DCL + 24vDCL + 24vLigarDesligarResetar

U