Contatores

Tudo sobre contatores

Quando um relé é usado para comutar uma grande quantidade de energia elétrica por meio de seus contatos, ele é designado por um nome especial: contator . Os contatores normalmente têm vários contatos, e esses contatos normalmente (mas nem sempre) estão normalmente abertos, de modo que a energia para a carga é desligada quando a bobina é desenergizada.

Talvez o uso industrial mais comum para contatores seja o controle de motores elétricos.







Os três primeiros contatos alternam as respectivas fases da alimentação CA trifásica de entrada, normalmente pelo menos 480 Volts para motores de 1 cavalo-vapor ou mais. O contato mais baixo é um contato “auxiliar” que tem uma corrente nominal muito mais baixa do que a dos grandes contatos de potência do motor, mas é acionado pela mesma armadura que os contatos de potência.

O contato auxiliar é frequentemente usado em um circuito lógico de relé ou para alguma outra parte do esquema de controle do motor, normalmente comutando a alimentação de 120 volts CA em vez da tensão do motor. Um contator pode ter vários contatos auxiliares, normalmente abertos ou normalmente fechados, se necessário.

Sobrecarga de aquecedores

Os três dispositivos em forma de "ponto de interrogação oposto" em série com cada fase indo para o motor são chamados de aquecedores de sobrecarga . Cada elemento de “aquecimento” é uma tira de metal de baixa resistência destinada a aquecer conforme o motor consome corrente.

Se a temperatura de qualquer um desses elementos do aquecedor atingir um ponto crítico (equivalente a uma sobrecarga moderada do motor), um contato da chave normalmente fechado (não mostrado no diagrama) se abrirá. Este contato normalmente fechado é geralmente conectado em série com a bobina do relé, de modo que, quando ele abrir, o relé será desenergizado automaticamente, desligando a energia do motor.

Veremos mais sobre essa fiação de proteção contra sobrecarga no próximo capítulo.

Os aquecedores de sobrecarga destinam-se a fornecer proteção contra sobrecorrente para grandes motores elétricos, ao contrário de disjuntores e fusíveis que têm como objetivo principal fornecer proteção contra sobrecorrente para condutores de energia.

Funções de aquecedores de sobrecarga

A função do aquecedor de sobrecarga é freqüentemente mal interpretada. Eles não são fusíveis; isto é, não é sua função abrir e interromper diretamente o circuito como um fusível deve fazer. Em vez disso, os aquecedores de sobrecarga são projetados para imitar termicamente a característica de aquecimento do motor elétrico específico a ser protegido.

Todos os motores têm características térmicas, incluindo a quantidade de energia térmica gerada por dissipação resistiva (I ² R), as características de transferência térmica do calor "conduzido" para o meio de resfriamento através da estrutura metálica do motor, a massa física e o calor específico dos materiais que constituem o motor, etc.

Essas características são imitadas pelo aquecedor de sobrecarga em escala miniatura:quando o motor aquece em direção à temperatura crítica, o aquecedor também aquece em sua temperatura crítica, idealmente na mesma taxa e curva de abordagem.

Assim, o contato de sobrecarga, ao detectar a temperatura do aquecedor com um mecanismo termomecânico, detectará um análogo do motor real. Se o contato de sobrecarga disparar devido à temperatura excessiva do aquecedor, será uma indicação de que o motor real atingiu seu temperatura crítica (ou teria feito isso em pouco tempo).

Após o desarme, os aquecedores devem resfriar na mesma taxa e curva de aproximação do motor real, de modo que indiquem uma proporção precisa da condição térmica do motor e não permitam que a energia seja reaplicada até que o motor esteja realmente pronto para iniciar novamente.

Contator de motor elétrico trifásico

Aqui é mostrado um contator para um motor elétrico trifásico, instalado em um painel como parte de um sistema de controle elétrico em uma estação de tratamento de água municipal:

Amostra de contatores

A alimentação trifásica de 480 volts CA chega aos três contatos normalmente abertos na parte superior do contator por meio dos terminais de parafuso identificados como "L1", "L2" e "L3" (o terminal "L2" está escondido atrás de um quadrado circuito “snubber” em formato conectado aos terminais da bobina do contator). A energia para o motor sai do conjunto do aquecedor de sobrecarga na parte inferior deste dispositivo por meio de terminais de parafuso identificados como "T1", "T2" e "T3".

As unidades do aquecedor de sobrecarga são blocos pretos em forma de quadrado com o rótulo “W34”, indicando uma resposta térmica específica para uma determinada potência e classificação de temperatura do motor elétrico.

Se um motor elétrico com diferentes classificações de potência e / ou temperatura fosse substituído por um atualmente em serviço, as unidades do aquecedor de sobrecarga teriam que ser substituídas por unidades com uma resposta térmica adequada para o novo motor. O fabricante do motor pode fornecer informações sobre as unidades de aquecimento adequadas a serem usadas.

Um botão branco localizado entre os aquecedores de linha “T1” e “T2” serve como uma forma de redefinir manualmente o contato da chave normalmente fechado de volta ao seu estado normal após ter sido desarmado por temperatura excessiva do aquecedor.

As conexões de fios para o contato da chave de “sobrecarga” podem ser vistas no canto inferior direito da fotografia, perto de uma etiqueta onde se lê “NC” (normalmente fechado). Nesta unidade de sobrecarga específica, uma pequena “janela” com a etiqueta “Desarmado” indica uma condição desarmada por meio de uma bandeira colorida. Nesta fotografia, não há condição de “desarme” e o indicador aparece claro.

Elementos do aquecedor como um resistor shunt de corrente bruta

Como uma nota de rodapé, os elementos do aquecedor podem ser usados ​​como um resistor shunt de corrente bruto para determinar se um motor está consumindo corrente ou não quando o contator é fechado. Pode haver momentos em que você esteja trabalhando em um circuito de controle do motor, em que o contator está localizado longe do próprio motor.

Como você sabe se o motor está consumindo energia quando a bobina do contator está energizada e a armadura foi puxada? Se os enrolamentos do motor estiverem abertos, você pode enviar tensão para o motor através dos contatos do contator, mas ainda assim, ter corrente zero e, portanto, nenhum movimento do eixo do motor.

Se um amperímetro não estiver disponível para medir a corrente da linha, você pode pegar seu multímetro e medir a milivoltagem em cada elemento do aquecedor:se a corrente for zero, a tensão no aquecedor será zero (a menos que o próprio elemento do aquecedor esteja aberto , caso em que a tensão através dele será grande); se houver corrente indo para o motor através dessa fase do contator, você lerá uma milivoltagem definida através desse aquecedor:







Este é um truque especialmente útil para usar na solução de problemas de motores CA trifásicos, para ver se um enrolamento de fase foi queimado aberto ou desconectado, o que resultará em uma condição rapidamente destrutiva conhecida como "fase única".

Se uma das linhas que transportam energia para o motor estiver aberta, ela não terá nenhuma corrente através dela (conforme indicado por uma leitura de 0,00 mV em seu aquecedor), embora as outras duas linhas irão (conforme indicado por pequenas quantidades de tensão caídas em os respectivos aquecedores).



REVER:

• Um contator é um grande relé, geralmente usado para mudar a corrente para um motor elétrico ou outra carga de alta potência.
• Grandes motores elétricos podem ser protegidos contra danos de sobrecorrente por meio do uso de aquecedores de sobrecarga e sobrecarregar contatos . Se os aquecedores conectados em série ficarem muito quentes devido à corrente excessiva, o contato de sobrecarga normalmente fechado se abrirá, desenergizando o contator e enviando energia para o motor.

PLANILHAS RELACIONADAS:

• Planilha básica de relés eletromagnéticos
• Planilha de circuitos de controle do motor CA