A escolha de um disjuntor de proteção do motor para um quadro é normalmente considerada uma decisão única, mas os componentes no interior do quadro são adquiridos separadamente, muitas vezes junto de fornecedores diferentes, e cada um é especificado de forma independente. A proteção contra sobrecorrente, o dispositivo de comutação, os requisitos de corrente residual e o mecanismo de isolamento são quatro decisões distintas que têm de ser coerentes entre si. Errar numa delas não afeta apenas esse componente; altera também o que os outros três têm de ser.
Este guia aborda as quatro funções de proteção num circuito de motor, pela ordem em que aparecem no quadro, explica o que cada uma delas realmente faz e identifica os campos das especificações que os compradores costumam deixar em branco. A ênfase recai na fase de aquisição, uma vez que, na altura em que o quadro está a ser montado, as opções técnicas já se encontram, em grande parte, definidas.
Para obter orientações sobre o próprio método de arranque, em vez de sobre os componentes de proteção, consulte o nosso artigo sobre DOL versus estrela-triângulo versus arrancador suave aborda a decisão que antecede a seleção dos componentes.
Um ramo de motores tem quatro funções distintas, e é útil mantê-las separadas:
As avarias e as sobrecargas são eventos diferentes, e essa diferença determina a escolha do componente. Um curto-circuito requer um dispositivo capaz de interromper uma corrente elevada a alta velocidade. Uma sobrecarga é uma condição prolongada que um elemento térmico ou eletrónico deteta ao longo do tempo. Um único dispositivo pode desempenhar ambas as funções, e é nisso que se baseia um disjuntor termomagnético, mas as configurações são escolhidas para uma função em detrimento da outra.
Se um comprador indicar apenas a corrente nominal, estará a indicar a característica menos útil do dispositivo. O que importa é o comportamento do dispositivo quando o motor consome a sua corrente normal de arranque.
Um motor de indução consome várias vezes a sua corrente nominal durante o arranque, normalmente entre cinco a sete vezes, e esse pico de corrente dura alguns segundos. O sistema de proteção tem de suportar esta situação sem disparar, mas, ao mesmo tempo, deve eliminar rapidamente uma avaria real.
É isto que a característica tempo-corrente de um dispositivo de proteção contra sobrecorrente descreve, e é por isso que a mesma intensidade nominal pode comportar-se de forma completamente diferente, dependendo do tipo de dispositivo e das suas configurações. Um disjuntor termomagnético com uma característica fixa pode tolerar ou não o arranque de um motor, e isso é decidido pelo fabricante e não pelo comprador.
Uma unidade de disparo eletrónica vem alterar esta situação. As configurações ajustáveis de atraso prolongado, disparo instantâneo e atraso curto permitem ao comprador definir explicitamente a coordenação, o que faz com que seja a escolha habitual em ramificações que alimentam painéis de controlo de motores. O nosso artigo sobre Regulações da unidade de disparo do MCCB explica como essas configurações funcionam e o que a coordenação significa na prática.
Os circuitos derivados dos motores são normalmente protegidos a dois níveis. O dispositivo a montante protege o cabo e o quadro; o dispositivo instalado junto ao motor protege o próprio motor. Ambos têm de ser especificados e têm de estar coordenados entre si.
No caso de um quadro que alimenta vários motores, o dispositivo de alimentação é selecionado com base na secção do cabo e na corrente de falha disponível, e não com base num único motor. A questão relevante é saber se a sua característica tempo-corrente permite que o dispositivo de proteção do motor a jusante acione em primeiro lugar, em caso de falha num motor. Se o dispositivo a montante for ajustável, essa coordenação é possível. Se for fixa, essa coordenação é determinada por si.
O dispositivo instalado no motor deve estar dimensionado para suportar continuamente a corrente nominal do motor, ao mesmo tempo que tolera a corrente de arranque. Trata-se de uma função mais restrita do que a proteção do alimentador do quadro, e é aqui que um dispositivo especificado apenas pelo tamanho da estrutura tende a falhar: uma estrutura selecionada para o nível de falha pode não estar configurada para arrancar o motor de forma fiável.
O dispositivo de comutação no circuito do motor é um contactor, e as suas especificações são determinadas principalmente por parâmetros de controlo, em vez de parâmetros de proteção. A corrente nominal de funcionamento indica a corrente que o circuito de potência pode suportar. Não indica a tensão necessária para a bobina nem a forma como o dispositivo será acionado.
A categoria de utilização, designada por AC-3 para cargas de motores, é a classificação que se aplica à comutação de um motor de gaiola de esquilo nas condições especificadas. Uma vez que um contactor suporta correntes nominais diferentes consoante as categorias, um contactor indicado sem categoria não pode ser comparado com outro que a possua. A categoria AC-3 é a que deve ser especificada para o funcionamento normal de um motor.
A tensão da bobina é o campo que mais frequentemente fica em branco e é o que causa o maior número de devoluções. A bobina tem uma fonte de alimentação separada de baixa tensão, que normalmente está indicada na própria bobina, em vez de ser visível do exterior da caixa, e uma tensão errada torna todo o lote inutilizável. O nosso Guia de fornecedores de contactores de CA abrange os campos que devem ser confirmados antes de uma encomenda de contactores ser aprovada.
Um erro comum na encomenda consiste em selecionar um contactor com base na capacidade do disjuntor que se encontra ao seu lado, em vez de se basear na corrente do motor. O disjuntor pode ter uma capacidade bem superior à corrente do motor, a fim de alcançar uma característica tempo-corrente adequada, e um contactor selecionado para corresponder ao disjuntor ficará sobredimensionado. Especifique o contactor com base na corrente nominal do motor e na categoria de utilização e, em seguida, verifique se este ainda cabe no espaço físico disponível no quadro.
A proteção contra corrente residual é uma decisão distinta da proteção contra sobrecorrente, e a sensibilidade necessária varia substancialmente consoante o tipo de instalação. Um quadro de distribuição que alimenta equipamento comercial e um circuito final que serve uma bancada de oficina não têm os mesmos requisitos.
Dois parâmetros determinam a escolha. A sensibilidade é expressa como um valor de corrente residual, e as opções típicas incluem 30 mA, 100 mA, 300 mA e 500 mA. Os valores mais baixos destinam-se à proteção pessoal, em que a pessoa é o sujeito protegido; os valores mais elevados destinam-se à proteção de equipamentos e à proteção contra incêndios, em que a preocupação reside nos danos causados por falhas à terra, em vez da sobrevivência a choques elétricos.
O atraso de disparo é o segundo parâmetro. O disparo instantâneo é adequado para circuitos finais. Utiliza-se um atraso ajustável nos casos em que é necessária discriminação, para que uma avaria num circuito de saída não provoque o disparo de toda a instalação.
Uma vez que tanto a sensibilidade como o atraso têm de corresponder ao tipo de instalação, esta é uma especificação que deve ser indicada explicitamente, em vez de ser deixada no valor predefinido. A nossa Guia explicativo sobre a proteção contra corrente residual aborda os princípios e vale a pena lê-lo antes de proceder à especificação.
O isolamento para manutenção é um requisito distinto da comutação. Um contactor permite a comutação, mas não é um dispositivo de isolamento, uma vez que os seus contactos não foram concebidos para permanecerem abertos sob carga. Por conseguinte, na prática de instalação de quadros elétricos, utiliza-se um mecanismo de desconexão adequado para funções de isolamento, por vezes combinado com a função de comutação.
Quando é necessário accionar um disjuntor a partir de um local remoto, em vez de manualmente, é instalado um mecanismo de accionamento em vez de uma alavanca manual. Os mecanismos acionados por motor elétrico recebem um sinal de controlo de um PLC, relé ou contacto e acionam uma engrenagem redutora para operar o disjuntor, e incluem normalmente um sistema de retroalimentação de posição para que o painel possa indicar se o disjuntor está aberto ou fechado. Os mecanismos acionados por eletroímã alcançam o mesmo resultado através do acionamento direto da haste de disparo por meio do eletroímã.
Há dois aspetos que vale a pena confirmar antecipadamente em qualquer disjuntor de proteção de motores equipado com comando remoto. A tensão do sinal de controlo tem de corresponder à do dispositivo que fornece o sinal, e o mecanismo tem de ser adequado à corrente nominal do disjuntor em que está instalado. Estes são os dois pormenores que, normalmente, são dados como certos, em vez de serem especificados.
A escolha de um mecanismo de comando remoto é uma decisão que se toma para cada disjuntor, e não para cada quadro. Tanto a tensão do sinal como a compatibilidade da estrutura variam consoante a instalação.
Apresentar claramente as nossas próprias gamas de componentes permite-lhe comparar as mesmas com os pontos acima referidos. Fornecemos os elementos de proteção e comutação aqui descritos; o elemento de sobrecarga térmica para aplicações específicas de motores é um dispositivo separado e não faz parte da nossa gama.
A proteção contra sobrecorrente é abrangida por duas famílias. A Disjuntores miniatura SMO-B1 e SMO-B2 têm uma capacidade nominal de 1 A a 63 A nas configurações 1P, 2P, 3P e 4P, com isolamento de 500 V, tensão de funcionamento de 230 V / 400 V a 50/60 Hz, capacidade de interrupção de 6 kA e conformidade com as normas IEC 60898-1 e IEC 60947-2. Para a proteção de alimentadores e ramificações de maior dimensão, o gama de disjuntores em caixa moldada abrange dez séries, de 100 A a 1600 A, com unidades de disparo tanto termomagnéticas como eletrónicas. As estruturas individuais incluem o SMO-M1 MCCB de 100 A a 250 A, que possui certificação segundo as normas IEC 60947-2 e UL 489, está disponível nas versões 3P e 4P e que inclui explicitamente a proteção de motores entre as suas aplicações.
A mudança de operadora está abrangida pelo Gama de contactores CA SMO-K, que utiliza controlo eletromagnético em corrente contínua, é fornecido de série com três pólos, abrange correntes nominais de 9 A a 150 A em cinco tamanhos de estrutura e possui classificação AC-3 com Icu de seis a oito vezes a corrente nominal a 380 V. O Contactor SMO-K 40A–65A é típico para motores de média potência.
A proteção contra correntes residuais é assegurada pelo Módulo de corrente residual SMO-RCM, compatível com estruturas de 100 A a 630 A, disponível com sensibilidade de 30 mA, 100 mA, 300 mA e 500 mA, com atraso de disparo instantâneo ou ajustável, classificado para CA 230 V / 400 V a 50/60 Hz, em conformidade com a norma IEC 60947-2, Anexo B, e com a marcação CE.
O funcionamento remoto e motorizado é abrangido pelo Operador motorizado SMO-MOP, que aceita um sinal de controlo, como 24 V CC ou 230 V CA, proveniente de um PLC ou de um relé, e aciona uma engrenagem redutora para operar o disjuntor, com feedback de posição disponível através de sensores Hall ou codificadores. É também disponibilizado um mecanismo acionado por eletroímã para correntes de quadro mais baixas, em que o baixo consumo de energia é importante.
Para obter um orçamento completo, é útil indicar a corrente nominal do motor, o método de arranque, a sensibilidade à corrente residual necessária e se é necessária a operação remota. O nosso Página ODM/OEM abrange marcas próprias e embalagens, e as consultas podem ser dirigidas ao página de contacto. Se ainda estiver a comparar fornecedores em vez de componentes, o Lista de verificação para a aquisição de MCCB cobre esse lado.
Pergunte se o dispositivo é fornecido com configurações adequadas para a corrente de arranque do motor e se essas configurações podem ser alteradas após a entrega. Uma característica fixa constitui uma restrição permanente ao projeto do quadro elétrico.
Solicite as características de corrente-tempo de ambos os dispositivos, e não apenas os seus valores nominais de corrente. A coordenação não pode ser verificada apenas com base nos valores nominais.
Solicite explicitamente o AC-3 se o motor for o equipamento a ser acionado. A corrente nominal varia consoante as categorias; por isso, um contactor cotado sem essa especificação não foi cotado tendo em conta a sua carga.
E pergunte se a tensão está indicada no próprio dispositivo ou apenas na documentação. Este é o aspeto que, na maioria das vezes, dá origem a uma devolução.
Ambos os valores têm de corresponder ao tipo de instalação. Um módulo com uma sensibilidade incorreta pode ser rejeitado na inspeção, mesmo que o resto do painel esteja correto.
Pergunte se o mecanismo está classificado para a corrente de quadro que está a encomendar e qual é a tensão do sinal de controlo a que está preparado para funcionar.
Os painéis de controlo de motores são montados a partir de componentes que são especificados e adquiridos separadamente, muitas vezes ao longo de várias semanas. Uma incompatibilidade detetada durante a montagem implica que o painel não possa ser concluído, e o componente que tem de ser substituído é, normalmente, aquele com o prazo de entrega mais longo.
Nenhuma das quatro funções aqui descritas é, por si só, complicada. O risco reside na interação entre elas, e é precisamente essa interação que uma aquisição componente a componente deixa de analisar.
