Fazendo comando estrela triângulo passo a passo!

Vamos abordar um tipo de partida indireta de motores trifásicos, esse tipo de partida indireta mais conhecida como estrela triângulo, é muito difundido devido a sua robustez de funcionamento, facilidade de instalação e seu benéfico em relação a uma partida direta.

O método de acionamento através de partida estrela triângulo aumenta a vida útil de um motor, diminuindo a corrente de partida gerando menos aquecimento por efeito joule, conservando o isolamento do motor, o que  proporcionando que o isolamento elétrico seja conservado por mais tempo.

A Partida estrela triângulo

A partida através de chave estrela triângulo é usada em motores trifásicos de seis terminais ou doze, popularmente conhecidos como motores de seis pontas ou doze pontas, geralmente este tipo de partida é utilizada em motores com potências acima de 40CV.

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Quando não podemos utilizar uma partida direta, muitas vezes devido ao alto conjugado de partida da carga, pois para romper a inercia da carga, e para que o motor alcance uma velocidade próxima a velocidade síncrona o mesmo exigirá uma alta corrente elétrica da rede causando picos e distúrbios, sendo assim a partida direta não é aplicável. (O conjugado de partida também é chamado de torque ou momento, é a medida do esforço necessário para girar um eixo)

A partida estrela apresenta um excelente custo benéfico é uma solução bastante aplicada em acionamentos, pois diminui os distúrbios ou picos de corrente cerca de 66%. Para se utilizar a partida indireta estrela triângulo é necessário que o fornecimento de energia seja na tensão nominal do triângulo do motor, caso contrario você pode queimar o motor quando a chave fechar em triângulo, desta forma o acionamento não cumprira o propósito de diminuir a corrente de partida, uma vez que em estrela estará recebendo a tensão nominal neste caso.

Principio de funcionamento partida estrela triângulo

Para exemplificar o funcionamento da partida estrela triângulo vamos dar um exemplo de um motor de 220V/440V, supomos que a tensão de alimentação do da rede seja 220V, então neste tipo de motor, o fechamento triangulo seria para alimentar o motor com 220V e o fechamento em estrela seria para a tensão de 440V.

Neste caso quando o motor elétrico trifásico é acionado, o mesmo parte em estrela, lembrando que para o exemplo, este fechamento é para a maior tensão a de 440V, mas quando acionamos o motor em estrela, existe aplicado aos terminais do 220V, sedo assim, temos que a tensão de fase no momento da partida estrela é de 220V / √3 = 73,3 V. Neste momento a corrente de partida será 33,3% da nominal de partida do motor, isso ocorre devido a queda na tensão aplicada as bobinas, e a existência  de mais resistência elétrica, quando as bobinas do motor estão fechadas em estrela .

Na partida em estrela existe uma notaria perda de torque, também no conjugado de partida, mas em contra partida não teremos uma correte de partida alta, pois em uma partida direta convencional pode chegar a cerca de 13X a nominal do motor.

Observe o esquema de mostrando a ligação do motor em estrela, e a tensão encontrada na linha diante a tensão encontrada nas fases do motor no momento do acionamento da chave em estrela:

Tensão de linha e tensão de fase no momento da partida do motor em estrela

Desta forma ao acionar o motor o mesmo irá partir suavemente, até atingir velocidade suficiente para permitir uma virada de fechamento para triângulo sem que ocorra o efeito de pico da corrente. Quando a virada ocorrer o motor estará próximo a velocidade síncrona do campo magnético girante, permitindo que o motor não sofra com um alto conjugado de partida e bruscas oscilações de corrente.

Observe as tensões de linha e de fase no momento da virada para o fechamento em triângulo, as tensão de linha são iguais à tensão de fase desta forma o motor estará em potência e torque máximo:

Tensão de linha e de fase no momento da virada para a ligação em triângulo

Para compreender melhor as questões aqui abordadas e o funcionamento passo a passo, sugerimos a leitura de outro artigo que trata de fechamento estrela triângulo.

Partida estrela triângulo na prática

Observe o diagrma elétrico de um acionamento através de chave de partida estrela triângulo conforme segue abaixo:

Diagrama elétrico de um acionamento estrela e triângulo

O funcionamento do comando consiste da seguinte forma, ao acionar o botão de liga os contatores KM1 e KM3 entram em funcionamento simultaneamente, observe que o contator KM3 fecha os terminais 4-5-6 do motor (fechamento estrela), ao mesmo tempo KM1 energiza os terminais 1-2-3 do motor, sendo assim o motor parte em estrela apresentando uma corrente reduzida e trabalhando com uma tensão de fase também reduzida.

Neste momento o contado normalmente aberto 13/14 do contator KM1 energiza o relé estrela- triângulo KA1, o mesmo conta um determinado tempo e retira o contator KM3 e coloca o contator KM2 , sendo responsável por fazer o fechamento do motor em triângulo.

Observe que no momento de transição de KM3 para KM2, o fechamento das bobinas com as fases de alimentação devem ficar com a seguinte combinação 1-6 na fase R, 2-4 na fase S e 3 -5 na fase T.

Neste momento é muito importante que ao acionar KM2 o fechamento seja realizado desta forma, pois em caso contrario você causará um curto entre as fases. Outra maneira de proteger seu circuito, que é extremamente recomendável, é realizar o intertravamento dos contatores KM3 e KM2, pois de maneira nenhuma os mesmo eles podem ser acionados juntos, caso contrário ocorrerá um curto entre fases em KM3.

Para Intertravar os contatores, basta que você passe a linha de ligação da bobina KM2 em um contato aberto de KM3 e a linha de alimentação de KM3 no contato aberto de KM2, desta forma um contator não irá entrar quando o outro estiver comutado.
O benefício de se utilizar um relé próprio para partidas estrela e triângulo é que o mesmo possibilita simplificar o comando, pois será necessário realizar o selo somente em KM1. Este selo serve para sustentar a tensão elétrica no contator, mesmo após deixar de pressionar o botão de liga. Para fazer um selo basta ´passar a linha de alimentação do contator KM1 em um contato aberto do mesmo.

Por medida de segurança foi instalado junto a linha principal de alimentação do comando uma chave de emergência, e dois contatos dos relés térmicos de KM1 e KM2, pois a função deles é cortar a alimentação do circuito de comando em casos de sobrecargas e falta de fase, também foi instalado um disjuntor motor para proteção contra corrente de curto-circuito.

Dimensionamento de uma partida estrela triângulo:

O dimensionamento de uma partida estrela triângulo não é algo simples de realizar, muitos eletricistas se perdem neste momento, subdimensionando o circuito ou sobre dimensionando, mas neste passo a passo vamos mostrar como calcular os componentes principais de um circuito estrela triangulo de forma simples e fácil.

Dimensionamento dos contatores de potência KM1 e KM2

Devemos observar que KM1 (contator de carga), está sujeito à corrente de fase/linha na partida em ESTRELA, ou seja, a corrente será 1/3 da nominal de partida no momento em que o motor é acionado em estrela. Após o fechamento em Triângulo, KM1 estará sujeito à corrente de fase do motor, segue o modelo matemático do conceito:

Dimensionamento do contator de potência KM1

Para KM2, na partida em estrela, o contator está desconectado, mas quando do o circuito e chaveado para Triângulo, K2 passa a estar sujeito à corrente de fase, assim como K1 então utilizamos a mesma forma de KM1 para cálculo da corrente em KM2.

Vale ressaltarmos que quando o motor está fechado em triângulo a corrente se dividi aproximadamente igual entre KM1 e KM2 por isso utilizamos o modelo matemático apresentado. Então para o cálculo da corrente do contator KM1 e KM2 utilizamos a fórmula abaixo, lembrando que IN é a corrente de placa do motor:

Dimensionamento do contator de potência KM1 e KM2

Dimensionamento de KM3

Devemos observar que KM3 está sujeito à corrente de fase/linha na partida em estrela, conforme havíamos demostrado anteriormente, no momento da partida do motor a corrente será 33,3% da nominal de partida, essa corrente circula em KM3. Quando a chave virar para triângulo, KM3 estará desconectado. Desta forma para realizar o correto dimensionamento do contator KM3 devemos utilizar o modelo matemático abaixo:

Dimensionamento do contator de potência KM3

Dimensionamento do relé térmico – RT

Devemos observar que relé térmico está sujeito à corrente de fase/linha na partida em estrela assim como o contator KM1, ou seja, a corrente será 33,3% da nominal de partida e no momento da virada do circuito para triângulo, o relé térmico estará sujeito à corrente de fase do motor, ou seja:

Dimensionamento dos relés de sobrecarga RT1 e RT2

(Utilizamos 1,25 ou 1,15 de acordo com o tipo de relé térmico)

Dimensionamento de fusíveis

Os fusíveis têm a função de proteger nosso circuito, caso ocorra um surto de corrente alta devido a um curto circuito ou uma sobrecarga por um período maior de tempo, os fusiveis se rompem, interrompendo a passagem de corrente elétrica. Estes componentes servem para a proteção do circuito como um todo, os cabos, os contatores e os relés térmicos.

Para realizarmos a escolha do melhor fusível devemos observar três condições:

• Dimensionamento do fusível com base na corrente de partida do motor:
  “Estes dados podem ser encontrados na placa do motor e ficha do fabricante do fusível”
• Precisamos nos certificar que a corrente do fusível deverá possuir como corrente nominal, no mínimo, 20% a mais que a corrente nominal do motor elétrico, basta multiplicar a corrente nominal do motor por 1,20.
• Precisamos nos certificar que a corrente do fusível deverá proteger os contatores e relés térmicos do nosso circuito sendo assim precisamos observar as especificações dos fabricantes dos componentes. A corrente máxima dos componentes não pode ser menor que a do fusível.

É necessário que você também compreenda o acionamento de motores por partida direta, sugiro o vídeo abaixo que trata da montagem de um acionamento passo a passo, ao compreender esse acionamento você terá mais facilidade no acionamento estrela triângulo.

É importante que você tenha domínio deste tipo de partida indireta de motores trifásicos pois ela é primordial para que você possa compreender outros tipos de acionamentos mais complexos, além de ser constantemente cobrada em testes de seleção de profissionais, pela maioria das empresas.

Sobre o autor

Eletricista desde 2006, Henrique Mattede também é autor, professor, técnico em eletrotécnica e engenheiro eletricista em formação. É educador renomado na área de eletricidade e um dos precursores do ensino de eletricidade na internet brasileira. Já produziu mais de 1000 videoaulas no canal Mundo da Elétrica no Youtube, cursos profissionalizantes e centenas de artigos técnicos. O conteúdo produzido por Henrique é referência em escolas, faculdades e universidades e já recebeu mais de 120 milhões de acessos na internet.

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