Revista 05 - Wiki do IF-SC

Atual
Problemas e...
O que utilizar para proteger um motor elétrico?
Alaor Mousa Saccomano
Uma das muitas questões que
são levantadas quanto a proteção
de motores elétricos é qual a
melhor política de proteção para
o mesmo: relé térmico?... disjuntor
termomagnético?... fusíveis?...
relés especiais?....
Com certeza, cada um tem sua
classe de aplicação e desempenho
otimizado, especialmente quando
bem dimensionados quanto aos
valores hostis que enfrentarão em
termos de proteção e tempo
mínimo para atuarem. A primeira
pergunta a ser respondida é quanto
ao que se espera de um sistema de
proteção. Em um sistema de proteção
clássico baseado em relé térmico
e fusível retardado (gL-gG),
tem-se, quando bem dimensionado,
uma perfeita proteção contra
sobrecargas, que é realizada pelo
relé térmico e contra curto-circuito
e sobrecargas de longa duração
pelo fusível. Logicamente, o dimensionamento
é o que importa. Assim,
quando na concepção de um projeto
em termos de proteção com
fusível para um motor de indução (o
“parrudo” motor trifásico), deve-se
inicialmente se considerar a carga
que o mesmo está acionando
em termos de valor de torque
resistente e característica de aceleração.
Todo motor tem como
característica principal seu valor de
tempo máximo de rotor bloqueado,
que é o tempo que é permissível
ao motor ficar com a alta corrente de
rotor travado, gerando internamente
aquecimento do bobinado até seu
valor máximo anterior à degeneração
do isolamento do motor. De posse
desse valor e calculado o tempo que
a carga levará para ser acionada até
a velocidade nominal, pode-se estimar
em cima das curvas de tempo vs.
corrente de fusão do fusível, que deve
ser adotado. Valores abaixo do calculado
não permitirão a partida completa
do motor (mesmo para partidas
com tensão reduzida como no caso
da Estrela-Triângulo), “queimando” o
fusível antes do motor alcançar a
velocidade e corrente nominal. Lembre-se:
na partida, um motor pode
alcançar valores de pico de corrente
de 6 a 12 vezes a nominal, e o fusível
retardado quando bem dimensionado
suporta estes picos sem problemas e
sem deixar de realizar a efetiva proteção.
Valores de fusível mais acima
(só para deixar ele terminar a partida...)
não executarão uma perfeita
proteção, principalmente quando da
necessidade de proteção em sobrecargas
de longa duração ou mesmo
na falta de fase, levando à queima do
motor.
Quanto a atuação do relé térmico,
a pergunta mais comum é: em que
valor devemos regular um relé térmico
para efetiva proteção do motor? Propostas
como o valor da placa (nominal)
vezes 1,1 ou o valor da placa vezes o
fator de serviço do motor, entre tantas
outras, são um tremendo erro.
Não deve ser esquecido que fatores
de atuação térmica podem ser
desprezados, pois todos os relés
térmicos são compensados para
temperatura ambiente. Quanto ao
fator de serviço, nada mais é
que uma possível disponibilidade
do motor para pequenas sobrecargas,
não devendo entrar nos
cálculos do ajuste da efetiva proteção.
Assim sendo, em um primeiro
momento, o correto seria
adotar o valor de placa do motor,
que é o valor nominal ao qual o
mesmo foi projetado. O excelente
é ajustar o relé térmico para o
valor de trabalho - que é sempre
inferior ao de placa - isto é, o
valor medido sobre trabalho em
regime. Neste caso, além da proteção
do motor, se obtém a efetiva
proteção do sistema mecânico
que o mesmo está acionando:
se houver sobrecarga ou início
de travamento, com o súbito
aumento da corrente das fases no
motor, ocasionará a imediata atuação
do relé térmico que desenergizará
o comando, protegendo
o motor e a carga acionada. Deixaremos
para um futuro artigo
mais completo, o comentário e
procedimento para o cálculo dos
valores de proteção, além das
atuações dos outros protetores
(disjuntores termo-magnéticos,
relés PTC, etc).
Por que um inversor “sensorless” não permite que o motor atinja velocidades
acima da nominal?
Alaor Mousa Saccomano
Esta questão me foi feita por um
grupo de alunos da UNIP-Alphaville,
e no mínimo a resposta é inusitada:
simplesmente por erro de parametrização.
Quando um inversor é colocado
para funcionar no modo vetorial,
após seu levantamento de parêmtros
- self tunning - o mesmo equaciona o
motor AC como se fosse um DC, atuando
na decomposição da corrente
de entrada do mesmo para os eixos D
e Q. No modo sensorless- sem realimentação
de velocidade - tem-se o
agravante de que a malha de corrente
deve ser “melhor supervisionada” para
garantir perfeita proteção do inversor e
motor. Assim para valores mais altos
de velocidade e também na partida
do motor, funções de proteção extras
podem ser acionadas. Como o tratamento
do inversor ao motor é
semelhante a um motor DC, deverá
haver algum parâmetro conhecido por
ENFRAQUECIMENTO DE CAMPO
ou com denominação similar, que
informa em que velocidade se deve
iniciar este processo - enfraquecer o
campo para que os valores de velocidade
sejam ultrapassados. Portanto,
como solução imediata, basta
reduzir o valor deste parâmetro.
Outros parâmetros semelhantes que
podem ser tratados são todos aqueles
relacionados ao fluxo do motor:
regulação de fluxo, ganho do regulador
de fluxo, valores máximos, etc.
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Mecatrônica Atual nº11 - Agosto - 2003