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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, com certeza já ouviu falar em partida estrela triângulo, essa é um dos modelos de partida indireta mais utilizados na aplicação de motores.

Comumente usado em testes para eletricistas, há quem diga que um bom eletricista é obrigado a conhecer muito bem a partida estrela triângulo.

Neste artigo, trataremos sobre o dimensionamento da partida estrela triângulo, abordando técnicas empregadas para realizar o dimensionamento do sistema de partida Estrela Triângulo, considerando todas as características técnicas e nominais dos componentes a serem empregados neste sistema.

Funcionamento da partida estrela triângulo

Antes de iniciarmos o dimensionamento é interessante que você tenha conhecimentos sobreo funcionamento da partida estrela triangulo.

Como é sabido, esse sistema é muito utilizado nas indústrias para acionamento de diversos tipos de cargas, e também, muito conhecido entre os eletricistas.

Para saber um pouco mais, para entender melhor sobre o funcionamento da partida estrela triângulo assista ao vídeo abaixo:

Dimensionamento partida estrela triângulo

Bom para dimensionar corretamente a partida estrela triângulo, é necessário realizar alguns cálculos, algumas análises.

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.

Contatores K1 e K2

Para melhor exemplificarmos nosso conteúdo, iremos adotar o exemplo do dimensionamento da partida estrela triângulo de um motor elétrico trifásico com os seguintes dados:

  • Motor: 7,5CV
  • Corrente nominal: IN = 20,2A
  • Fator de serviço: 1,15
  • Corrente de pico/corrente nominal: Ip/IN = 6,3
  • Tp = 5s

“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.”

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.

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:

IL = IN

Onde: IL – Corrente de linha em A

IN – Corrente nominal em A

“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”

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

I= IN

IL = 20,2A

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 de fase que representa a corrente que circula nos contatores K1 e K2 no segundo estágio da partida estrela triângulo, veja a imagem abaixo:

I Δ = IL / √3

Onde: IL=Corrente de linha

I Δ = Corrente de Fase

1L / √3 = 0,58

Teremos então:

I Δ = 20,2 * 0,58
I Δ = 11,716 A

Determinando K1 e K2

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:

K1 = K2

Ie ≥ (IN / √3) * 1,15

Onde: Ie = Corrente nominal de emprego (o contator)

IN= I Δ

1,15 = Acréscimo de 15%

Então temos:

Ie ≥ (11,716) * 1,15
Ie ≥ 13,47A

Conhecendo a corrente de emprego (Ie ), 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 estrela triângulo estrela triângulo

O contator escolhido foi o CWM25, que utilizado na classe AC3, conforme necessidade do exercício proposto, pode ser aplicado para potências nominais de até 7,5CV, conforme o item “B” acima (nossa necessidade é de 7,5CV).

Este mesmo contator é aplicado a uma corrente de emprego máxima de 22A, conforme o item “A” na figura anterior, nosso cálculo determinou uma corrente mínima de emprego de 13,47A.

O item “C” será utilizado no dimensionamento dos fusíveis logo a seguir.

Dimensionamento do Relé de Sobrecarga

Dimensionamento do Relé de Sobrecarga

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 superdimensionado 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 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.

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

IF7 = IN / √3

Onde:

IF7 = Corrente nominal do relé térmico
IN = Corrente nominal

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

IF7 = 20,2/ 3 ⇒ IF7 = 11,66A

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

Determinando K3

destacando o k3

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.

Então o cálculo da corrente de K3 fica assim:

Ie ≥ (0,33 * In) * 1,15

Onde:

Ie – Corrente nominal de emprego do K3
0,33 – 33% da corrente nominal
1,15 – Acréscimo de 15%

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

IK3 ⇒ Ie ⇒ (0,33 * 20,2) * 1.15
Ie ⇒ (6,66) * 1,15
Ie ≥ 7,6A

Em nossa escolha determinamos que o melhor contator será o CWC 025:

Contator K3

Dimensionamento de fusíveis de proteção

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 uma análise de três condições, sendo que é necessário que se atenda o pior caso.

Dimensionamento de fusíveis de proteção

1º caso: Dimensionamento do fusível com base na corrente de partida do motor.

Ip = IN * Ip / IN Ip = 20,2* 6,3

Ip = 127,26A

Traçando os dados de Ip = 127,26A e Tp = 5s chegamos a mais próximo à curva de If = 35A.

2º caso: 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:

If ≥ IN * 1,2 ≥ If = 20,2 * 1,2

If ≥ 24,2A

Onde:

If – corrente nominal do fusível
IN – corrente nominal

3º caso: Neste momento iremos verificar se o fusível realizará a proteção dos contatores K1 e K2:

If ≤ Ifmáx k1 e k2 * 1,2

If ≤ 50A

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

If ≤ Ifmáx F7

If ≤ 40A

A escolha do fusível ideal:

“Com a análise realizada podemos considerar um fusível de 35A que atende as três situações anteriores, ou seja, 35 A é superior a 20% da In, maior que Ifmáx k1 e k2 e maior também que , por sua vez, é capaz de proteger os componentes da partida estrela triângulo e suporta a corrente nominal do motor elétrico trifásico.”

Conclusão

É evidente para todos nós que não necessariamente esta partida estará presente em todos os ambientes onde atuamos, no entanto, considero que é o sistema de partida de motores de indução trifásico mais importante e que precisa estar no “Know how” de todo profissional da área.

Conhecer simplesmente a partida de motor não é suficiente, você vai precisar “ser um iniciante qualificado”.

Quando digo Iniciante Qualificado não estou me referindo somente aos novos profissionais e sim a todos os profissionais que possuem a necessidade de dominar Comandos Elétricos.

“Esteja preparado para todas as situações, seja o melhor no que você faz e invista sempre em você mesmo”.

Por esta razão, não deixe de conhecer mais sobre o nosso curso de Comandos elétricos, onde abordamos os principais assuntos e tendências sobre comandos elétricos, além de aulas práticas.

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Para saber mais acesse a página  aqui  e fique por dentro dos principais assuntos sobre comandos elétricos.

Compartilhe esse artigo sobre com seus amigos para que eles também possam entender melhor sobre o assunto.

Para saber um pouco mais sobre as curvas de disjuntores assista ao vídeo abaixo, onde você vai encontrar informações mais detalhadas sobre este componente.

 

Dimensionamento Estrela Triângulo
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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(30)

  1. Olá pessoal, gostei muito da matéria publicada, mas acho que faltou explicar em que situação deve se escolher essa aplicação (estrela triangulo) em uma determinado instalação, até porque na teoria isso funciona muito bem, em algumas instalações a Ligação Estrela Triangulo não funciona como deveria funcionar, vou dar alguns exemplos: em compressores de Refrigeração, em alguns tipos de compressores de ar e em demais sistemas onde voce tem a carga toda em cima do motor, em outras palavras, o motor partindo com carga. Se o Motor estiver ligado em Estrela Triangulo e na partida o Motor não girar aproximadamente 90% de sua velocidade nominal, o pico de corrente na comutação de Estrela para Triangulo é equivalente ao da partida direta, isso faz com que não se tenha nenhuma vantagem em instalar esse tipo de ligação.

  2. 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

      1. O tempo máximo irá depender do tamanho do motor, você deve observar na partida (em estrela) quando ele atingir 90% da rotação nominal, então este é o momento de passar para triângulo. O ideal seria usar um tacômetro, no caso de não ter, verifique que o tempo não deve ser demasiadamente grande que você não perceba que o motor passou de estrela para triângulo. Espero ter ajudado!

    1. Você instalou o relé temporizador para fazer a comutação de estrela para triângulo? Se sim verificar se o mesmo não está danificado, ou é de tensão igual a que você está instalando, 127V ou 220V!
      Abs.

    2. Geralmente utilizamos a partida estrela triangulo para motor com potência igual ou superior a 10cv, mas voltando à sua questão provavelmente voce deve ter realizado a ligação das pontas “em fase” anulando as bobinas do motor, para resolver este problema verifique a ligação das fases, estas devem se encontrar nas pontas 1 e 6, 2 e 4, 3 e 5, quando os contatores k1 e k2 estiverem acionados. Espero ter ajudado!

  3. 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

  4. 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.

  5. 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.

  6. 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

  7. 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?

  8. 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?

  9. 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!

  10. 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

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