2.2.3 Dimensionamento dos condutores

Os condutores utilizados para esse comando, com já foi dito anteriormente, precisam suportar uma corrente pequena, normalmente menor do que 2 A, pois as cargas que os fios alimentarão são apenas as bobinas dos contatores. Portanto, a seção destes condutores pode variar da ordem de 0,75 a 1,5 mm².

Os condutores do circuito de força deverão suportar uma corrente maior ou igual à corrente de trabalho do motor. Então, para esse circuito, o condutor selecionado foi de seção 10 mm², que tem uma capacidade de conduzir até 50 A, quando instalado em eletroduto aparente.

2.2.4 Dimensionamento do contator

Os contatores escolhidos deverão atender, entre outros requisitos, à capacidade de suportar a corrente de trabalho nos seus contatos, ao nível da tensão da bobina, aos números de contatos e a sua categoria de emprego.

Para poder selecionar o contator, necessitamos dimensionar o torque do motor que, ao ser alimentado no triângulo, terá sua maneira de operar determinada pela seguinte equação:

Onde:

T – Torque nominal do motor (N.m);

K – Constante que depende de algumas características do motor, como o número de polos, de condutores no rotor, o paralelismo dos condutores no rotor do motor (adimensional);

Vn –Tensão nominal aplicada às bobinas do motor (V).

O motor, ao ter suas bobinas ligadas em delta e alimentadas, apresenta uma tensão de linha “U_L”, a tensão que é fornecida pela concessionária, igual à tensão aplicada nas bobinas do motor “U_F”, denominada de tensão de fase. Desse modo, temos:

Assim, o torque do motor, quando ele estiver com suas bobinas ligadas em delta ou triângulo, será:

Já o motor alimentado com a tensão de linha nos seus terminais ligados na forma da estrela apresenta uma tensão de linha “U_L” diferente da tensão de fase “U_F”. Então, temos:

Dessa forma, a tensão de fase será dada por:

Ao ser energizado, o motor terá suas bobinas ligadas no modo da estrela e seu torque será calculado por:

Logo, substituindo a tensão de fase “U_F”, que alimenta as bobinas do motor, por “$U_L\div\sqrt{3}$”, teremos:

Como no torque do motor ligado em delta temos $K \cdot {U_L}^2$ igual ao torque, podemos substituir esses termos na equação anterior. Assim, teremos:

Por isso, é possível concluir que o motor, ao ser alimentado por uma chave de partida estrela-triângulo, terá no momento da partida (quando alimentado na ligação estrela) uma redução do seu torque para apenas um terço do seu torque nominal.

Continuando com a análise, percebemos que a corrente de linha “I_L”, por sua vez, será diferente da corrente de fase “I_F”, quando o motor estiver ligado para o triângulo.

Dessa forma, temos:

Logo, a corrente de fase será: $I_F = I_L \div \sqrt{3}$.

Como vimos, a corrente que circulará para o motor através dos contatores K1 e K2 é a corrente de fase, cujo valor da corrente de trabalho será “Ie”. Então, teremos:

Para o dimensionamento do terceiro contator dessa chave, o K3, responsável por realizar o fechamento da estrela, é necessário fazermos uma breve consideração sobre a impedância do motor, que é dada por:

Assim, substituindo a corrente de linha pela corrente de fase, teremos:

Resolvendo a equação acima, teremos:

Para o motor alimentado com a tensão de linha, com suas bobinas ligadas em estrela, o valor para a tensão de fase será diferente. Consequentemente, a sua impedância para a ligação em estrela será também diferente da encontrada no triângulo:

Substituindo o valor de “Z” dessa equação pelo valor encontrado na equação em delta, obtemos:

Resolvendo a equação acima, temos:

Assim, para o cálculo do contator “K3”, a corrente que circulará por seus contatos será de: