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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