2. Chave de partida com a tensão reduzida

O objetivo de se reduzir a tensão no instante da partida de motores que têm potência superior a 7,5 cv é uma exigência da concessionária de energia, pois essa operação, quando executada, pode comprometer o equilíbrio elétrico da rede. Por isso, foram desenvolvidas chaves capazes de minimizar os efeitos negativos na rede elétrica que são oriundos das correntes de partida.

A aplicação de uma tensão reduzida no motor implicará em uma menor corrente de partida, por sua vez, o torque elétrico produzido também diminuirá. No entanto, devemos levar em conta que algumas cargas necessitam de um torque elevado na sua partida, portanto, precisamos selecionar, entre os modelos de chaves de partida listados abaixo, o que apresenta maior torque.

Os modelos de chave mais usuais que reduzem a tensão na partida são:

• Estrela-Triângulo;
• Chave com autotransformador;
• Chave Rotórica;
• Chaves de estados sólidos (soft starter e inversor de frequência).

Trataremos um pouco mais sobre cada tipo a seguir.

2.1 Chave estrela-triângulo

A primeira chave estudada será a estrela-triângulo. Inicialmente, convém ressaltar que não podemos acionar todas as cargas por esse modelo, só cargas que exijam baixo torque de partida e, também, não podemos acionar todos os modelos de motores por esse modelo de chave, apenas os que apresentam seis terminais e vêm projetados de fábrica para serem alimentados em dois níveis de tensão, por exemplo: (220 - 380 V) ou (380 - 660 V).

A tensão menor do motor deverá ser ligada em triângulo (delta), e a outra tensão, a maior, deverá ser ligada em estrela (Y). Outra observação importante é que essas tensões precisam ter um fator multiplicador entre elas de √3.

Para a ligação da chave, devemos ter os seis terminais das bobinas do motor disponíveis. Inicialmente, eles serão conectados nos contatores que fazem o modo estrela (Y) e alimentados com a tensão de linha, por exemplo, se a tensão na rede de alimentação for de 380 V. É correto lembrar que, para energizar esse motor na ligação estrela, ele vem de fábrica para ser alimentado em 660 V. Porém, como foi alimentado com a tensão de 380 V, o motor sofrerá uma diminuição do seu torque para apenas 33% do seu torque nominal.

Em seguida, quando o motor iniciar o giro no rotor e alcançar um percentual de 90% da sua velocidade nominal, o contator que faz a ligação da estrela será desligado dos terminais do fechamento do motor na estrela e será ligado o contator que irá conectar os terminais no fechamento do triângulo (Δ).

A chave estrela-triângulo permite que essas modificações sejam facilmente realizadas. O momento de mudança de conexão depende de cada aplicação, no entanto, deve ser escolhido de forma a minimizar os picos de corrente. Nesse modelo de chave de partida, a corrente e o torque de partida ficam reduzidos à terça parte do valor da partida direta. Na Figura 12 é ilustrado o circuito de força e comando de uma chave de partida estrela-triângulo.

No que se refere ao circuito de comando para ligar a chave, ele deverá atender à seguinte ordem de ação:

• O botão pulsado B1 aciona o relé de tempo (KT1), e este energiza a bobina de K3 através dos contatos 15 e 18, fazendo o fechamento da estrela.
• O contator K3 energiza a bobina do contator K1 através dos contatos 13 e 14.
• Nesse instante o motor iniciará o movimento ligado na estrela.
• O contator K1 retém-se por seus contatos 43 e 44, e os contatos 13 e 14 do contator K1 mantêm energizada a bobina do relé e de K3.
• Decorrido o tempo ajustado no relé, serão abertos os contatos 15 e 18 e K3 será desligado.
• Em seguida o segundo contato dos relés 25 e 28 será fechado, ligando a bobina de K2. Essa sequência poderá ser vista na Figura 13.

input input Figura 13 - Circuito de comando da chave estrela-triângulo Fonte: WEG S. A. (2010a).