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Dimensionamento Estrela Triângulo

Dimensionamento Estrela Triângulo

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Se você é um profissional ou estudante da área de eletricidade já ouviu falar em partida estrela triângulo que é um dos  modelo de partida indireta mais utilizados no emprego de motores elétricos trifásicos. Bastante solicitado também em testes para eletricista, há quem diga que um bom eletricista é obrigado a conhecer muito bem a partida estrela triângulo. Conheça um pouco mais da partida estrela-triângulo neste artigo que publicamos a algum tempo atras | Clique aqui para acessar a matéria.

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Neste artigo iremos abordar as técnicas empregadas para realizar o dimensionamento do sistema de partida Estrela Triângulo de maneira que seja consideradas todas as características técnicas e nominais dos componentes a serem empregados neste sistema.

Funcionamento da partida estrela triângulo

Antes de iniciarmos com o dimensionamento temos que entender como se dá o funcionamento deste sistema de partida que é ainda hoje bastante encontrada nas indústrias no acionamento de diversos tipos de cargas, principalmente compressores de ar. Observe o vídeo abaixo pra relembrar o funcionamento da partida Estrela Triângulo:

Introdução

Após entendermos o funcionamento da partida estrela triângulo, vamos aprender seu dimensionamento. Diferente da partida direta, a partida estrela triângulo será dimensionada tomando como referência as características individuais de cada componente do circuito separadamente, uma vez que a corrente que circula em cada componente do circuito é diferente uma da outra.

Dimensionamentos dos contatores K1 e K2

Para melhor exemplificarmos nosso conteúdo abordado neste artigo, atribuiremos aos cálculos realizados o exemplo do dimensionamento da partida estrela triângulo de um motor elétrico trifásico com os seguintes dados:

estrela triângulo - motor elétrico

Consideraremos que este motor trabalha em regime normal de manobra com rotor gaiola de esquilo e desligamento em regime, por fim, possui tempo de partida de 5 segundos.
 

[one_half]

estrela triângulo - K1_e_K2

[/one_half]

[one_half_last]

O primeiro passo é realizar o dimensionamento dos contatores K1 e K2 que serão idênticos, pois a corrente por eles conduzida será de mesma intensidade, lembrando que estes dois trabalharão juntos no segundo estágio do sistema de partida estrela triângulo, quando o sistema assumir o fechamento triângulo. Para começarmos o dimensionamento destes contatores iremos determinar a corrente do fechamento em triângulo, ou melhor, a  “Corrente de Fase” que representa a corrente que circula em cada uma das bobinas do motor elétrico trifásico.

[/one_half_last]

Dimensionamento dos contatores K1 e K2

Para realizarmos o dimensionamento dos contatores K1 e K2 deveremos compreender que a corrente elétrica que circulará pelos contatos principais (contatos de potência) será de fundamental importância para definirmos o tipo e modelo de contator que será utilizado. Tendo em vista que, nos casos dos contatores K1 e K2 a corrente que irá percorrer seus contatos será a corrente de fase, então podemos começar deduzindo a corrente de linha deste nosso sistema de partida, sendo assim temos:

[one_half]

A corrente de linha, ou seja, a corrente disponível na fonte de alimentação será exatamente o valor nominal do motor elétrico, ou seja 20,2A

[/one_half]

[one_half_last]

estrela triângulo - corrente_de_linha

[/one_half_last]

Portanto teremos a corrente de linha igual a corrente nominal do motor elétrico escolhido

estrela triângulo - corrente_de_linha_resolucao

Corrente de Fase…

Observando a corrente que circulará nos contatores K1 e K2 podemos notar que não é a mesma corrente nominal do motor em função da divisão ocasionada nos nós acima de K1 – Trata-se da “Corrente de Fase”. Devemos, portanto, determinar a corrente fase que representa a corrente que circula nos contatores K1 e K2 no segundo estágio da partida estrela triângulo, veja a imagem ao lado.

estrela triângulo - corrente_de_fase

Dimensionamento de K1 e K2 com base na corrente de fase

Neste momento iremos determinar a corrente de emprego dos contatores K1 e K2 para que possamos escolher o melhor componente para a nossa aplicação (partida estrela triângulo), sendo que a corrente de emprego deverá ser 15% superior a corrente nominal sendo assim teremos a seguinte fórmula:

estrela triângulo - calculo_Ie_contator

Obtemos o seguinte valor de corrente de emprego (Ie) do contator:

estrela triângulo - calculo_Ie_contator_2

Conhecendo a corrente de emprego podemos definir o contator a ser utilizado, observe que as características oferecidas no exemplo definem a aplicação do motor em  regime normal de manobra com rotor gaiola de esquilo e desligamento em regime, portanto o contator a ser utilizado será da Classe AC3 como vemos na ilustração abaixo.

estrela triângulo - dimensionamento_contator_k1_e_k2

O contator escolhido foi o CWM25 que, utilizado na classe AC3 conforme necessidade do exercício proposto, pode ser aplicado para potências nominais de até 8,7cv conforme o item “B” acima (nossa necessidade é de 7,5cv). Este mesmo contator é aplicado a uma corrente de emprego máxima de 25A conforme o item “A” na figura anterior, nosso cálculo determinou uma corrente mínima de emprego de 50,6A. O item “C” será utilizado no dimensionamento dos fusíveis logo a seguir.

Dimensionamento do Relé de Sobrecarga (Relé Térmico)

[one_half]

estrela triângulo - dimensionamento_YD_rele_termico

[/one_half]

[one_half_last]

Observe que no sistema de partida estrela triângulo, a corrente que circula no Relé térmico NÃO será a corrente nominal do circuito, analisando o diagrama é possível notar que esta corrente é a corrente de fase do circuito quando fechado em triângulo, portanto ao dimensionar este dispositivo devemos considerar esta corrente parcial, senão teremos um relé térmico super dimensionado e sem função alguma no circuito.Lembre-se que a corrente de fase, na verdade, representa a corrente elétrica que circula através de cada uma das bobinas do motor elétrico trifásico. Basta observar a imagem ao lado para notar que a corrente elétrica que circulará pelo relé térmico é, na verdade, uma parcela da corrente nominal (total) já que esta está sendo dividida nos nós existentes sobre o contator K1.

[/one_half_last]

Sabendo disto podemos deduzir que a corrente deste dispositivo será determinada da seguinte maneira:

estrela triângulo - formula_dimensionamento_YD_rele

Sendo assim teremos uma necessidade de um relé térmico que suporte uma corrente de aproximadamente 11,6A como podemos observar abaixo…

estrela triângulo - calc_If7_2

Conhecendo os relés térmicos podemos afirmar que a escolha deste dispositivo, na grande maioria das vezes está diretamente relacionada ao contator selecionado, por isso, em nosso dimensionamento foi determinado o relé de sobrecarga de modelo RW27 com faixa de ajuste entre 11 e 17 A. Veja abaixo:

estrela triângulo - relé_F7

O contator K3 na partida estrela triângulo, somente será utilizado pelo sistema no momento da partida do motor, ou seja, no momento em que o circuito assumir o fechamento estrela, sendo assim, a corrente que circulará neste trecho do circuito será de 33% a corrente nominal (Leia este artigo para entender).

Então o cálculo da corrente de K3 fica assim:

estrela triângulo - formula_k3

Isto resultará em uma necessidade de um contator que suporte uma corrente de emprego de aproximadamente 7,6A como vemos abaixo:

estrela triângulo - calc_IK3

Em nossa escolha determinamos que o melhor contator será o CWC09:

estrela triângulo - sel_K3

 Dimensionamento de fusíveis de proteção

[one_half]estrela triângulo - fusiveis_YD[/one_half]

[one_half_last]

Os fusíveis no sistema de partida dos motores têm a função de proteger o circuito como um todo, isto inclui os cabos, contatores e é claro, o relé térmico. Neste caso, o dimensionamento passa por um análise de três condições, sendo que é necessário que se atenda o pior caso.

[/one_half_last]                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        

Veja a seguir as três situações a serem consideradas

1º Caso

Inicialmente comprovaremos que a corrente do fusível deverá possui como corrente nominal, no mínimo, 20% a mais que a corrente nominal do motor elétrico do nosso exemplo, então teremos:

estrela triângulo - YD_fusivel_caso1

2º Caso

Neste momento iremos verificar se o fusível realizará a proteção dos contatores K1 e K2:

estrela triângulo - YD_fusivel_caso_2

3º Caso

Da mesma maneira que realizamos no segundo caso, faremos agora a comparação para sabermos a situação da proteção do relé térmico:

estrela triângulo - YD_fusivel_caso3

Fusível escolhido: Diazed 25A

Conclusão: Com a análise realizada podemos considerar um fusível de 25A que atende as três situações anteriores, ou seja, 25 A é superior a 20% da In, maior que Ifmax de K1/K2 e maior também que Ifmax de F7, por sua vez, é capaz de proteger os componentes da partida estrela triângulo e suporta a corrente nominal do motor elétrico trifásico.

 

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Eng ° Everton Moraes Fundador da Sala da Elétrica. É um engenheiro eletricista que dedica boa parte de seu tempo à produção e partilha de conteúdos de grande qualidade para multiplicar seu conhecimento com os amantes da Eletroeletrônica. "Acredito firmemente que é ensinando que se aprende"

Comment(25)

  1. Ola Everton gostei muito dessa video aula e bem didatica e facil de compreeder, entao eu tenho esse simulador mas nao tenho a chave de acesso para simular sera que vc pode me manda..agradeço

  2. Amigo, esqueceu de dimensionar os cabos, muita gente tem duvida nisso e acaba dimensionando pela corrente nominal do motor, o que é totalmente errado. Muito bom seu conteúdo parabéns!

  3. Everton, para este caso, um disjuntor poderia substituir o relé de sobre carga e o fusível? E como faço para dimensionar o disjuntor? Posso escolher o disjuntor de acordo com a corrente nominal do motor?

  4. Everton, por qual razão se recorrer ao dimensionamento do fusível pela sua curva característica ( corrente x tempo = 5s ) não encontra o mesmo valor de 25A?

  5. Não entendi o tópico do dimensionamento dos fusíveis, nas fórmulas você coloca que o If deve ser menor ou igual depois nos comentários você diz que ele deve ser maior que Ifmax. explica ai por favor! valeu

  6. Boa tarde, muito boa a iniciativa. Eu gostaria de saber de onde o 0,58 do calculo da I▲?

    O calculo nao seria IL = (Raiz(3) x IF). A raiz de 3 é =~ 1,1732.

    Fico no seu aguardo.

  7. Ótimo artigo prof° Everton sobre partida estrela-triângulo, só fiquei com uma dúvida sobre a utilização do contator K 3 sendo o CWC09, que foi o fato de ele poder ser usado com 5 CV na rede elétrica de 380 V, mas o motor ser de 7,5 CV.

    Então fiquei com essa dúvida, se puder esclarecer ficarei grato.

  8. Bom dia, qual a melhor chave para motor de 150cv em 220V…estrela triangulo ou compensadora…esse motor esta instalado no triturador de madeira e tem bastante pico de corrente, hoje tenho uma soft start porem ela não tem o sistema de by-pass e o contato interno dela é muito fraco, da muito problema, queria colocar um sistema mais bruto. Att Edvaldo

  9. ola boa tarde,,, amigo montei um comando estrela triangulo , em um motor de 1/2 CV ,, no primeiro estagio, o motor parte normalmente, em estrela, , mas quando entra em triangulo o motor nao continua rodando,, ele para no segundo estagio,, sendo que o comando fica dentro , k1 e k2 ,,,gostaria de saber pq isso ocorre

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