A seleção do contactor e do disjuntor adequados para um sistema acionado por motor é fundamental para garantir a segurança operacional, a eficiência e a longevidade. Estes componentes trabalham em conjunto para gerir a distribuição de energia, proteger contra falhas eléctricas e permitir um controlo fiável do motor. Este guia sintetiza os princípios de engenharia, as normas da indústria e as considerações práticas para ajudar os engenheiros e técnicos a tomarem decisões informadas ao combinarem contactores e disjuntores com os requisitos de potência do motor.
Compreender as relações de potência e corrente do motor
A base da seleção de componentes reside na interpretação exacta das potências nominais do motor e da sua relação com a corrente eléctrica. Para motores assíncronos trifásicos, a corrente nominal (Iclassificado) pode ser aproximado utilizando a fórmula:
Iclassificado = P × 1000 / (√3 × V × η × cosφ)
em que P é a potência do motor em quilowatts (kW), V é a tensão da linha, η é a eficiência e cosφ é o fator de potência. Para simplificar, uma regra geral diz que 1 kW corresponde a aproximadamente 2A a 380V. Por exemplo, um motor de 7,5 kW consome tipicamente 15A por fase, enquanto um motor de 75 kW requer ~150A. Estas estimativas devem ser ajustadas para variações de tensão (por exemplo, sistemas de 220V ou 690V) e classes de eficiência do motor.
Principais considerações:
- Tipo de ligação: As configurações em estrela-triângulo afectam as correntes de arranque e o binário, influenciando o dimensionamento dos componentes.
- Ciclo de trabalho: Os arranques/paragens frequentes ou o funcionamento contínuo exigem componentes com uma classificação mais elevada para suportar o stress térmico.
Selecionar o contactor certo
Os contactores funcionam como interruptores controlados eletricamente, permitindo o funcionamento remoto do motor. A sua seleção depende de três factores: classificação atual, compatibilidade de tensãoe exigências específicas da aplicação.
Passo 1: Determinar a corrente operacional
A corrente nominal do contactor deve exceder a corrente de plena carga (FLC) do motor. Para motores de uso geral (por exemplo, bombas, ventiladores), multiplique o FLC por 1,5-2,5x para ter em conta as correntes de arranque, que podem atingir 6-8x o FLC durante o arranque. As aplicações de serviço pesado (por exemplo, trituradores, compressores) podem exigir valores de FLC 2,5-3x.
Exemplo: Um motor de 7,5 kW com um FLC de 15A necessita de um contactor classificado para 22,5-37,5A.
Passo 2: Compatibilidade da tensão e da bobina
- Contactos principais: A tensão nominal deve corresponder à tensão de funcionamento do motor (por exemplo, 380VAC, 690VAC).
- Tensão da bobina: Escolha 24VDC ou 120VAC para segurança em circuitos de controlo, ou 380VAC para comutação direta.
Passo 3: Exigências específicas da aplicação
- Cargas AC-3 vs. AC-1: Os contactores com classificação AC-3 (para motores de gaiola de esquilo) suportam correntes de arranque elevadas, enquanto os AC-1 (cargas resistivas) são adequados para aquecedores ou iluminação.
- Contactos auxiliares: Assegurar contactos NO/NC suficientes para encravamentos ou sinalização PLC.
Escolher o disjuntor adequado
Os disjuntores protegem contra curto-circuitos e sobrecargas. A sua seleção implica uma coordenação entre as caraterísticas do motor e os limites do contactor.
Proteção contra curto-circuitos
Os disjuntores devem interromper as correntes de defeito antes de danificarem o contactor ou a cablagem. A regulação do disparo instantâneo (Iinst) é tipicamente 1,5-2,5x o FLC do motor. Por exemplo, um motor de 15A requer um disjuntor com um ajuste instantâneo de 22,5-37,5A.
Coordenação de sobrecarga térmica
Enquanto os disjuntores gerem os curtos-circuitos, os relés térmicos ou os protectores de sobrecarga (por exemplo, Classe 10/20) gerem as sobreintensidades sustentadas. Defina-os para 1,05-1,2x FLC para evitar disparos incómodos.
Regra de coordenação crítica: A curva de disparo do disjuntor deve assegurar que o contactor nunca interrompe correntes para além da sua capacidade de interrupção. Por exemplo, se um contactor está classificado para 2400A durante 1 segundo, o disjuntor deve disparar abaixo deste limiar.
Integração de componentes em Centros de Controlo de Motores (CCM)
Os CCMs modernos adoptam cada vez mais disjuntores de estado sólido (SSCBs) para proteção integrada. Um SSCB 380VAC/63A, por exemplo, combina a funcionalidade de arranque suave, isolamento de falhas e proteção térmica num único dispositivo, reduzindo o número de componentes e o espaço no armário.
Estudo de caso: Vantagens do SSCB
- Mitigação de irrupção: As capacidades de arranque suave reduzem as correntes de arranque do motor em 50-70%, minimizando o stress mecânico.
- Eliminação de falhas: Os tempos de resposta ao nível dos microssegundos evitam a soldadura por contacto durante as falhas.
Erros comuns e soluções
Erro 1: Subdimensionamento de componentes
A utilização de um contactor de 10A para um motor de 15A pode provocar a soldadura por contacto durante os arranques. Solução: Aplicar a regra FLC 1,5-2,5x e verificar com os gráficos de redução do fabricante.
Erro 2: Ignorar os factores ambientais
As temperaturas ambiente elevadas reduzem a corrente nominal do contactor. Solução: Reduzir os componentes em 10-20% em ambientes quentes ou utilizar arrefecimento forçado.
Erro 3: Coordenação incorrecta dos dispositivos de proteção
Um disjuntor regulado para 1750A emparelhado com um contactor de 1600A corre o risco de destruir o contactor durante os defeitos. Solução: Assegurar que as curvas de disparo do disjuntor estão alinhadas com as classificações de resistência do contactor.
Conclusão
A seleção de contactores e disjuntores para aplicações de motores requer um equilíbrio entre conhecimentos teóricos e uma visão prática. Ao dar prioridade às classificações de corrente, compatibilidade de tensão e exigências da aplicação, os engenheiros podem conceber sistemas robustos que melhoram a segurança e o desempenho. As tecnologias emergentes, como os SSCB, simplificam ainda mais este processo, integrando várias funções num único dispositivo. Para soluções personalizadas, consulte as diretrizes do fabricante ou aproveite a experiência da VIOX Electric em componentes de proteção do motor, garantindo que os seus sistemas cumprem as normas operacionais e regulamentares.
