Ligação estrela! O que é e onde é aplicada?

A maioria dos amantes do mundo da elétrica, que se interessam pela área, já ouviu falar a respeito de ligações estrela e triângulo em motores trifásicos, transformadores trifásicos e entre outros. Pensando nisso iremos abordar conceitos técnicos sobre tema, queremos que você realmente entenda como utilizar, e onde aplicar estas ligações e fechamentos, além de mostrar em quais casos utilizamos partidas e acionamentos com a ligação estrela triângulo.

Para entendermos este conceito precisamos falar a respeito de tensão nominal de um equipamento, essa é à margem de tensão que um equipamento pode funcionar sem comprometer seu isolamento.

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A grande maioria dos equipamentos como motores trifásicos, que trabalham em sistemas trifásicos são fornecidos com tensão nominal múltipla, possibilitada pelos terminais do enrolamento serem religáveis, sendo que o principal tipo de ligação para motores e transformadores que possibilitam múltiplas tensões é a ligação estrela triângulo.

Para exemplificar a situação vamos dar o exemplo de um motor de 6 pontas trifásico. Na ligação triângulo , o enrolamento de cada fase tem as duas pontas trazidas para fora do motor, cada fase recebera a tensão de linha ou a tensão da rede no caso 220V.

Ligação estrela. O que e qual a sua aplicação?

No caso de ligarmos as três fases em estrela o motor poderá ser ligado a uma linha de tensão no valor de 220V x √3 = 380V ( a raiz de três e uma constante que vem da dedução da defasagem entre as fases do sistema trifásico de 120º, sendo que aplicamos a regra do paralelograma e utilizando se da lei dos cossenos para chegar a essa dedução), dessa forma não alteramos a tensão no enrolamento, mesmo aplicando a tensão de linha de 380V.

Esse tipo de ligação exige no mínimo seis terminais no motor e serve para quaisquer tensões nominais duplas, desde que a segunda tensão seja igual a primeira multiplicado pela √3.
Exemplo: 220V/380V, 380V/660V e 440V/760V.

Nos exemplos 380V/660V e 440V/760V a tensão maior declarada serve para indicar que um motor pode ser acionado através de uma chave de partida estrela-triangulo, não sendo para uso em regime normal.

Onde é usada a ligação estrela.

Mais para que serve todas essas ligações e fechamentos dos motores elétricos,? Sabemos que ao acionar um motor trifásico de gaiola o mesmo pode atingir cerca de 8 a 12 vezes sua corrente nominal, por exemplo, um motor com corrente nominal de 25 A pode atingir uma corrente de partida 240 A ao ser acionado por partida direta, neste caso essa corrente na partida pode causar uma serie de surtos em um sistema trifásico, como por exemplo uma elevada queda de tensão na rede.

É importante lembrar que as concessionarias de energia limitam a queda de tensão da rede, impondo multas quando necessário, além disso é bom destacar que nestes casos é necessário que os sistema de proteção e cabos sejam superdimensionados, para atender aos picos de corrente de partida.

Esquema de ligação para o fechamento em estrela.

Quando a partida direta não é possível, principalmente quando existe um alto conjugado, ou seja, uma carga elevada no motor, uma solução que apresenta um custo reduzido é utilizar a partida estrela triângulo, desta forma deixa se de utilizar uma partida direta para uma partida indireta.

Utilizamos a partida estrela triângulo quando a curva do conjugado do motor é suficientemente elevada. É aconselhável  que a corrente de partida em estrela esteja entre 25% a 33% da corrente de partida em triangulo.

A partida estrela triângulo também é aconselhada em casos onde exista a necessidade de suscetíveis partidas, ou seja, em um breve período de tempo. A partida estrela triangulo é mais robusta do que as outras soluções, como por exemplo a partida através de inversores de frequência e chaves de partidas que contam com componentes eletrônicos e tem um alto custo de investimento.

Como fazer uma partida estrela triângulo

Para montar uma partida estrela triângulo é necessário montar um circuito de potência com três contatores, fusíveis de proteção para cada fase, um disjuntor de proteção compatível com a carga e um relé térmico.

Esquema de ligação para o fechamento em triângulo.

O sistema de partida é controlado por um circuito de comando,  que conta com um relé temporizador, usado para acionar os contatores de potência na partida, ou seja, no momento do acionamento o motor é fechado em estrela e após vencer o conjugado de partida o comando fecha através dos contatores, então o motor passa a operar em ligação triângulo. Neste momento o motor trabalha em regime normal evitando os grandes picos de corrente.

Vejamos o Diagrama a seguir:

Diagrama elétrico para partida estrela triângulo.

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.

Para que vocês possam entender melhor está relação entre ligação estrela triângulo e e conceito para tensão de fase e tensão de linha, que são de extrema importância na área da eletricidade. O vídeo abaixo explica exatamente o que é tensão de fase e tensão de linha.

Finalizamos aqui este artigo e esperamos ter ajudado a tirar todas as dúvidas sobre ligação estrela! Se ainda tiver restado alguma dúvida ou curiosidade sobre este assunto, deixe nos comentários que iremos responder.

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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