B. Partida de Motor com Voltagem Reduzida
Embora a queda de voltagem
freqüentemente cause vários problemas, uma redução controlada da voltagem nos
terminais do motor pode ser benéfica quando usada para diminuir a kVA de
partida de um motor em aplicações onde o torque reduzido do motor é aceitável.
Reduzir a kVA de partida do motor pode diminuir o tamanho do grupo gerador
necessário, diminuir a queda de voltagem e permitir uma partida mais “suave” de
cargas do motor. Certifique-se, entretanto, de que o motor desenvolverá torque
suficiente para acelerar a carga sob condições de voltagem reduzida. Além
disso, qualquer motor de partida que faça a transição entre “partida” e
“funcionamento” poderá causar uma condição de corrente de ligação quase tão grave
quanto a partida "across-the-line" – a menos que o motor esteja na
rotação de sincronismo, ou próximo dela, na transição. Isto poderá causar queda
de voltagem inaceitável e potencialmente a queda do motor de partida.
Uma Comparação de Métodos de Partida de Motor
A Tabela 7-1 compara os efeitos
da voltagem plena, autotransformador e partida resistora em um motor de 50 hp,
Projeto B, Código G. Como mostra a tabela, a partida do autotransformador
requer menos capacidade de partida do motor do grupo gerador. A partida
resistora realmentere requer mais kW (energia do motor) do que a partida
"across-the-line".
Partida de Motor com Voltagem Plena
Partida: A partida
"across-the-line" de voltagem plena é típica a menos que seja necessário
reduzir a kVA de partida do motor devido à capacidade limitada do grupo gerador
ou ao limite de queda de voltagem durante a partida do motor. Não há limite
para HP, tamanho, voltagem ou tipo de motor.
Notas de Aplicação: Este método é
mais comum devido à sua simplicidade, confiabilidade e custo inicial. Observe
que para a kVA e curvas de torque que a kVA de partida permanece relativamente
constante até que o motor praticamente atinge a rotação plena. Note também os
picos de kW em cerca de 300% da kW nominal próximo a 80% da rotação síncrona.
Partida de Motor com Autotransformador, Transição Aberta Partida: O
autotransformador encontra-se no circuito somente durante a partida para
reduzir a voltagem para o motor. A abertura do circuito durante a transição
pode causar graves transientes, que podem causar o desarme dos disjuntores.
Notas de Aplicação: A comutação
de transição aberta dos motores de partida de voltagem reduzida deve ser
evitada nas aplicações de grupo gerador, especialmente quando os motores não
atingem rotação plena no momento da transição. A razão disto é que o motor
diminui a rotação e sai de sincronização durante a transição de comutação. O
resultado é semelhante à conexão em paralelo de grupos geradores fora de fase.
A kVA retriada imediatamente após a comutação pode exceder a kVA de partida.
Note também que o fator de potência de partida é menor quando é utilizado um
autotransformador.
Partida de Motor com Autotransformador, Transição Fechada Partida:
O circuito não é interrompido durante a partida. Durante a transferência, parte
do enrolamento do autotransformador permanece no circuito como um reator em
série com os enrolamentos do motor.
Notas de Aplicação: A transição
fechada é preferida em relação à transição aberta devido ao distúrbio elétrico
menor. A comutação, entretanto, é mais cara e complexa. É o método de partida
de voltagem reduzida mais utilizado para grandes motores com requisitos de
baixo torque de carga, como bombas de elevação para esgotos e resfriadores. A
principal vantagem é um maior torque por corrente do que com outros métodos de
partida de voltagem reduzida. A operação pode ser automática e/ou remota. Note
também que o fator de potência de partida é menor quando é utilizado um
autotransformador.
Partida com Motor Reator, Transição Fechada Partida: A partida com
reator tem a vantagem da simplicidade e da transição fechada, mas resulta em
menor torque de partida por kVA do que a partida com autotransformador. O
torque relativo, contudo, aumenta à medida que o motor acelera.
Notas de Aplicação: Em geral, a
partida com reator não é usada exceto para motores grandes de alta voltagem ou
alta corrente. Os reatores devem ser dimensionados em função da potência (HP) e
da voltagem e podem ter disponibilidade limitada. Normalmente, o custo de
partida com reator é maior do que da partida com autotransformador para motores
menores, mas é mais simples e menos cara para grandes motores. O fator de
potência de partida é excepcionalmente baixo. A partida com reator permite uma
partida mais suave com praticamente nenhum distúrbio perceptível de transação e
é bem adequada para aplicações como bombas centrífugas e ou ventiladores.
Partida de Motor com Resistor, Transição Fechada Partida: A partida
com resistor é usada ocasionalmente para pequenos motores onde são necessários
vários passos de partida e não é permitida a abertura dos circuitos do motor
entre passos.
Notas de Aplicação: Também
disponível como um motor de partida de transição sem passo que fornece uma
partida mais suave. A partida com resistor é geralmente a mais barata para
pequenos motores. Fornece aceleração mais rápida de cargas devido ao aumento de
voltagem com a diminuição da corrente. Possui um fator de potência de partida
maior.
Partida de Motor Estrela-Triângulo, Transição Aberta Partida: A
partida Estrela-Triângulo não requer autotransformador, reator ou resistor. O
motor parte com conexão em estrela e funciona com conexão em triângulo.
Notas de Aplicação: Este método
de partida está tornando-se mais popular em aplicações são aceitáveis torques
mais baixos de partida. Este método apresenta as seguintes vantagens:
1. Transição aberta. A transição
fechada está disponível a um custo extra.
2. Baixo torque.
3. Nenhuma vantagem quando o
motor é alimentado por em grupo gerador
a menos que o motor atinja a rotação síncrona antes da comutação. Em aplicações
onde o motor não alcança a rotação síncrona, o grupo gerador deve ser dimensionado
para atender o pico.
Partida do Motor com Enrolamento Parcial "Part Winding",
Transição Fechada
Partida: A partida do motor com enrolamento parcial é mais barata
porque não requer autotransformador, reator ou resistor e usa a comutação simples.
Disponível em dois ou mais passos de carga dependendo do tamanho, rotação e
voltagem do motor.
Notas de Aplicação: Fornece
automaticamente a transição fechada. Primeiro, um enrolamento é conectado à
linha; depois de um certo tempo, o segundo enrolamento é conectado em paralelo
com o primeiro. O torque de partida é baixo e fixado pelo fabricante do motor.
O objetivo da partida com enrolamento parcial não é reduzir a corrente de
partida, mas fornecer corrente de partida em incrementos menores. Não haverá
vantagem deste método se o motor for alimentado por um grupo gerador a menos
que o motor possa atingir a rotação síncrona antes da transição para a linha.
Partida de Motores de Rotor com Enrolamento Partida: Um motor de
rotor com enrolamento pode ter o mesmo torque de partida que um motor tipo
gaiola de esquilo mas com menos corrente. A diferença entre este motor e os
tipos gaiola de esquilo está apenas no rotor. Um motor tipo gaiola de esquilo
possui barras de curto circuito, enquanto um motor de rotor com enrolamento tem
enrolamentos, geralmente de três fases.
Notas de Aplicação: A corrente de
partida, o torque e as características de rotação podem ser alteradas
conectando-se a quantidade correta de resistência externa no rotor. Geralmente,
os motores de rotor com enrolamento são ajustados de modo que a kVA de partida
seja cerca de 1,5 vezes a kVA de funcionamento. Este é o tipo de motor mais
simples para a partida de um grupo gerador.
Partida de Motor Síncrono
Partida: Os motores síncronos podem usar a maioria dos métodos de
partida vistos acima. Os motores síncronos com capacidade nominal de 20 HP ou
mais possuem características de partida semelhantes às dos motores de rotor com
enrolamento.
Notas de Aplicação: Os motores
síncronos ocupam uma classe própria. Não há padrões de desempenho, tamanho da estrutura
ou conexões. Os motores com capacidade nominal de 30 HP ou menos têm altas
correntes de rotor travado. Eles podem ser usados em aplicações onde é desejada
a correção do fator de potência. (Use a letra padrão de código se a letra real
não for conhecida.)
Notas Gerais de Aplicações
Se o motor de partida de voltagem
reduzida possuir um ajuste de tempo ou taxa, ajuste os parâmetros para obter
cerca de dois segundos entre as derivações. Isto fornece tempo para que o motor
aproxime-se da rotação nominal e, assim, reduza a kVA de pico no momento da
comutação, como mostra a figura abaixo. Note que no ajuste mínimo não há melhora
significativa em relação à partida de voltagem plena.
Em algumas aplicações, a corrente
de ligação é tão baixa que o eixo do motor não começará a girar na primeira
derivação, talvez nem mesmo na segunda. Para essas aplicações, há pouca redução
da kVA de partida do ponto de vista do grupo gerador.
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