Construção e operação do circuito de partida online direto

O Direct Online Starter ou DOL é um sistema eletromecânico simples projetado para comutação e proteção de motores de indução.

Todos nós sabemos que os motores consomem energia elétrica horrivelmente e esse alto consumo de energia é o resultado da corrente puxada pelo enrolamento do motor. Quanto maior a corrente consumida pelo motor, maior será a potência consumida por ele e maior será o calor gerado. Esse calor normalmente será dissipado no ambiente por meio de radiação ou por condução por contato direto. Porém, em alguns casos em que não há ventilação adequada ou o ambiente é quente, o enrolamento da armadura pode queimar devido ao calor excessivo.

Portanto, a corrente do enrolamento do motor precisa ser monitorada de perto para evitar alto fluxo de corrente por longos períodos de tempo. Assim, para evitar o fluxo de altas correntes por longos períodos de tempo, os motores geralmente são fornecidos com sistemas de proteção de vários tipos.

Normalmente, esses sistemas de proteção são necessários para motores industriais trifásicos que acionam cargas de alta potência. E o Direct Online Starter é um mecanismo que fornece proteção contra sobrecarga para motores de indução em gaiola de esquilo trifásicos.

As principais funções fornecidas pelo Direct Online Starter para motor de indução trifásico são:

• Proteção contra sobrecorrente ou proteção contra curto-circuito.
• Proteção de sobrecarga.
• Configuração de comutação de motor isolada.

Proteção contra sobrecorrente ou proteção contra curto-circuito: O starter DOL consiste em MCCB (disjuntor) e configuração de fusível para desconectar o motor da alimentação em caso de curto-circuito.

Proteção contra sobrecarga: o starter DOL consiste em uma configuração eletromecânica que desconectará o motor da fonte de alimentação se o motor estiver sobrecarregado ou se o motor consumir corrente mais do que o valor nominal.

Configuração de chaveamento de motor isolado: Como os motores de alta potência são perigosos, as partidas DOL são projetadas de forma a permitir ao cliente LIGAR e DESLIGAR o motor indiretamente.

Os três recursos mencionados acima são importantes para motores de indução de baixa e média potência usados ​​em indústrias. Portanto, os iniciadores DOL são populares e amplamente usados.

Trabalho direto on-line inicial

Para evitar confusão, desmontaremos o iniciador DOL original e discutiremos sobre cada uma de suas seções.

A estrutura interna do Direct Online Starter Circuit que estamos discutindo abaixo serve apenas para a compreensão do princípio de funcionamento, o design original do starter pode ser diferente.

MCCB (disjuntor em caixa moldada) e seção FUSÍVEL:

A figura acima mostra as conexões do circuito entre MCCB, fusíveis e motor. A função básica desta seção da partida DOL é proteger o motor de falhas e curtos-circuitos.

O MCCB aqui será selecionado para corresponder às classificações do motor e no caso de qualquer falha nas conexões ou enrolamentos do motor, este MCCB irá desarmar imediatamente, desconectando todo o sistema da linha de alimentação principal. MCCB é geralmente a primeira camada de proteção para todo o sistema, conforme mostrado acima. Eles também são instalados em nossas casas por segurança.

Os fusíveis no circuito estão presentes aqui para proteger o motor e outros dispositivos de um curto-circuito. Esses fusíveis explodirão imediatamente em caso de curto-circuito e desconectarão o motor da rede elétrica. Além disso, a classificação do fusível deve ser escolhida com precisão para evitar explosões irregulares durante a operação. Isso pode acontecer no caso de uma grande corrente de pico durante a partida do motor, portanto, é importante escolher fusíveis com classificação adequada. Saiba mais sobre os vários tipos de circuitos de proteção aqui.

Seção do contator eletromagnético:

Na figura acima, é mostrada a estrutura interna da configuração do contator que está presente na partida direta online trifásica e está conectada a um motor de indução.

Aqui, a alimentação trifásica é conectada ao motor por meio de três contatos de metal normalmente abertos, a saber 'C1', 'C2' e 'C3'. Portanto, em condições de repouso, nenhuma corrente flui no circuito e o motor permanece DESLIGADO. Também neste momento, o 'BOTÃO ON' estará aberto e nenhuma corrente fluirá através da bobina.

Agora, se pressionarmos o 'BOTÃO ON', a bobina aqui será magnetizada por causa do fluxo de corrente conforme mostrado abaixo.

Como a bobina gera um campo magnético aqui, o bloco de metal suspenso por uma mola será atraído pela bobina e se moverá em sua direção. Agora que o bloco de metal está se movendo, toda a configuração do contator também se moverá junto com ele, conforme mostrado na figura.

Como resultado desse movimento, os contatos de metal C1, C2 e C3 irão causar curto nos terminais abertos presentes entre a linha de alimentação e os terminais do estator, ligando assim o motor. Em termos mais simples, após o botão ser pressionado monetariamente, o motor irá obter energia da fonte devido ao movimento do contator trifásico. Além disso, com o movimento do contator trifásico, a mola será esticada e estará exercendo uma força no bloco metálico para colocá-lo de volta em sua posição inicial.

Após pressionar momentaneamente o botão ON e soltá-lo, a corrente na bobina, que deveria ser zero, ainda estará fluindo porque haverá outro caminho para a corrente fluir após o contator trifásico se mover para a posição final. Você pode ver na figura um circuito fechado formado para que a corrente flua através do contato metálico 'SW'.

Assim, após um único toque no 'BOTÃO ON', o contator trifásico se autotravará com a ajuda do contato de metal 'SW' e mantém a conexão entre a alimentação trifásica e o motor.

Agora, para parar o motor, teremos que adicionar outro botão ao circuito acima como abaixo.

Aqui, o 'BOTÃO OFF' atuará como um curto-circuito na posição de repouso e, portanto, não haverá alteração na operação do circuito que discutimos acima. Mas uma vez que o botão 'OFF' é pressionado, o loop do circuito formado entre a linha de alimentação e a bobina será interrompido, o que resulta na corrente que flui pela bobina para se tornar zero. Agora que a corrente através da bobina é zero, a bobina começará a se desmagnetizar e assim que a bobina perder sua magnetização completamente, o contator trifásico se move de volta para sua posição inicial devido à força exercida pela mola esticada. Obviamente, agora que o contator trifásico voltou ao repouso, a tensão de alimentação do motor será interrompida, resultando na parada dos movimentos do rotor.

Mesmo após o botão de parada ser liberado, o contator trifásico permanecerá em repouso até que o botão de partida seja pressionado novamente para magnetizar a bobina. Portanto, podemos concluir que usando esta configuração, podemos ligar o motor para sempre pressionando um botão e parar o motor para sempre pressionando o outro botão.

Seção de proteção contra sobrecarga:

A parte principal da seção de proteção contra sobrecarga são as três bobinas G1, G2 e G3, conforme mostrado na figura. Essas três bobinas carregam a mesma corrente que o enrolamento da armadura, pois estão em série com o motor de indução trifásico. Portanto, sempre que o motor extrai energia da linha de alimentação, esses três enrolamentos são magnetizados. E sempre que forem magnetizados, os anéis de metal fixados no eixo serão atraídos pelas bobinas. Normalmente, isso não será um problema, mas se tornará proeminente quando o motor estiver sobrecarregado.

Portanto, para entender a função desta seção, vamos considerar que o motor foi ligado há algum tempo e está sobrecarregado. Agora, com o motor fortemente carregado, o enrolamento da armadura extrairá correntes pesadas da fonte de alimentação e, assim, magnetizará as bobinas G1, G2 e G3 de forma indireta. Na presença desse campo magnético pesado, os anéis de metal superarão a oposição da mola para se alinharem com suas respectivas bobinas. E uma vez que os anéis de metal mudem para a posição final, o 'contato OL' também mudará com eles para quebrar o loop de 'COIL-L'.

Portanto, o resultado final do motor com carga pesada é a quebra do loop de corrente formado entre a linha de alimentação e 'COIL-L'. Podemos ver aqui que basicamente funciona da mesma forma que apertar o botão de parada que mencionamos acima. Os resultados finais em ambos os casos são desligados para sempre do motor.

Conseqüentemente, sobrecarregar o motor resultará na desconexão da linha de alimentação e no motor desligado.

Circuito de controle de partida direta online

Até agora, estudamos as três seções, cada uma fornecendo uma função especial. E precisamos juntar essas seções para formar um iniciador DOL.

Aqui você pode ver a estrutura interna final do Direct Online Starter.

Na conclusão final:

• A seção MCCB-FUSE fornece proteção contra curto-circuito e falha para o motor.
• A configuração do contator trifásico fornecerá comutação biestável simples e segura do motor.
• A configuração do contator OL protegerá o motor contra queima de sobrecarga.

Vantagens do Direct Online Starter

• Partida mais econômica e mais barata: De todas as partidas presentes para motores de indução trifásicos, a partida DOL é a mais barata e econômica.
• Fácil de operar: O motor de partida possui apenas dois botões para ligar e desligar e um botão para definir a segurança de sobrecarga, tornando-o fácil de operar.
• Fácil manutenção: como a estrutura interna do starter é simples, os engenheiros podem localizar facilmente as falhas e corrigi-las.
• Como não há proteção de partida, o motor fixado com partida DOL fornece 100% de torque de partida.
• As dimensões do DOL são pequenas, o que o torna compacto e confiável.

Desvantagens do Direct Online Starter

• Como não há proteção de partida, o motor de partida DOL não limita a corrente de partida.
• Alto torque de partida desnecessário durante a partida do motor.
• Adequado apenas para motores de baixa e média potência.
• Como não há proteção de inicialização, a linha de alimentação na qual o motor está conectado sofrerá quedas de tensão durante a inicialização do motor. Esta flutuação na tensão pode prejudicar outro equipamento elétrico alimentado na mesma fonte.
• O motor está sujeito a estresse térmico que afeta a vida útil do motor.
• O estresse mecânico no motor é aumentado devido ao alto torque de partida desnecessário durante a partida do motor.