Qual a vantagem do uso de inversores de frequência para partir motores ao invés de partidas convencionais como estrela triângulo?

Neste artigo trataremos sobre a mais usual das partidas indiretas de motor elétrico trifásico a partida estrela triângulo.

Como o próprio nome já diz, este sistema realizará uma partida do motor trifásico em um fechamento estrela e após alguns segundos, quando o motor já partiu, o sistema irá migrar para o fechamento triângulo, vale lembrar que o intuito desta e de qualquer uma das partidas indiretas é reduzir a corrente elétrica no instante da partida (arranque) do motor elétrico trifásico.

Atente-se que neste caso é fundamental que o motor a ser utilizado possua em sua caixa de ligação, no mínimo, seis terminais de conexão pois o fechamento das bobinas será realizado com auxílio dos contatores que compõem o sistema da partida estrela triângulo.

NOTA: Antes de iniciarmos, vale lembrar que todo esforço em reduzir a corrente de partida produz uma diminuição do torque no motor, logo, por mais que aparente ser simples, a partida estrela triângulo deve ser aplicada corretamente em casos já previamente estudados para que não ocorra problemas no start-up do projeto.

Porque usar a partida estrela triangulo

Assim como as demais partidas indiretas que conhecemos, a partida estrela-triangulo também tem como principal objetivo reduzir a corrente de partida do motor, para que assim a corrente de partida seja menor, fazendo com que a partida seja mais suave e consequentemente mais viável para a maioria das aplicações.

Caso queira entender melhor o porquê a corrente é menor na partida estrela-triangulo veja nosso vídeo aqui

Características

Como já sabemos, a partida estrela triângulo proporciona a redução da corrente elétrica do motor elétrico trifásico através do tipo de fechamento do motor, ou seja, realiza a partida em dois estágios.

Para isto, o motor deve possuir no mínimo seis terminais em sua caixa de ligação, para que assim seja possível, através do seu fechamento, receber até dois níveis de tensão (normalmente 220V e 380V).

Diagramas

O motor utilizado para este tipo de ligação, deve ter a possibilidade de, no mínimo, dois tipos de fechamento de suas bobinas, o fechamento em estrela ou triângulo. Desta forma, observe nas ilustrações a seguir o esquema elétrico que representa estes dois fechamentos em um motor de seis terminais, logo, três conjuntos de bobinas:

Fechamento Triangulo

O Fechamento triângulo tem por definição permitir com que o motor receba o menor nível de tensão de alimentação para qual foi projetado, por exemplo em um motor com tensão de alimentação 220/380V o fechamento triângulo permitirá a inserção da tensão 220V

Fechamento Estrela

O Fechamento estrela tem por definição permitir com que o motor receba o maior nível de tensão de alimentação para qual foi projetado, por exemplo em um motor com tensão de alimentação 220/380V o fechamento triângulo permitirá a inserção da tensão 380V.

Funcionamento

Não existe mágica, para alcançar o objetivo principal (redução da corrente elétrica) existem somente duas possibilidades, a redução da tensão elétrica ou a redução da resistência elétrica da estrutura física dos enrolamentos do motor (esta última é impossível para o motor do tipo gaiola de esquilo).

Sendo assim, para reduzir a corrente de partida, a partida estrela triângulo faz o seguinte:

Conceito

1º Estágio

Inicialmente o motor recebe a alimentação de 220V da rede de alimentação em seus terminais, neste momento o motor está na configuração “fechamento estrela”, proporcionado através do acionamento dos contatores K1 e K3 conforme a ilustração abaixo:

Como dito anteriormente, a tensão inserida no motor neste instante é de 220V. No entanto, sabemos que este fechamento existe para que seja possível a inserção do nível de tensão de 380V, desta forma, a tensão elétrica é dividida internamente em suas bobinas resultando em uma tensão de 127V (e deveria, teoricamente, ser de 220V). Ocorre então a redução da tensão elétrica no momento da partida do motor reduzindo posteriormente a corrente elétrica de partida (Ip).

NOTA: Com a diminuição da tensão e respectivamente a redução da corrente de partida teremos inevitavelmente a redução do torque do motor. Podemos afirmar que a corrente de partida será reduzida para 1/3 da corrente nominal, logo, se a corrente de partida do motor for de 100A, com esta opção de partida em estrela triângulo teremos uma corrente de 33A e respectivamente a redução de torque é na mesma proporção, ou seja, diminui para 1/3 do torque nominal.

2º Estágio

O motor não pode permanecer longos períodos funcionando com tensão reduzida e fechado em estrela, por isto, após alguns segundos (estabelecido pelo fabricante do motor) a partida deve assumir o fechamento triângulo permitindo ao motor elétrico que receba tensão elétrica nominal de 220V em cada uma de suas bobinas. Portanto, na partida estrela triângulo, após a partida do motor, teremos o fechamento triângulo sendo executado pelos contatores K1 e K2, observe a ilustração:

Com isto temos a partida de motor elétrico trifásico através da partida indireta estrela triângulo.

Para o seu melhor entendimento, observe passo a passo a seguir:

Vantagens

1. Redução da corrente de partida para 33% da corrente nominal
2. Sistema sem limite máximo de manobras
3. Baixo custo (em relação à chave compensadora)
4. Torque 1/3 menor que o torque nominal, consequentemente a partida é mais suave.

Conclusão

Você pôde observar que a partida estrela-triângulo é uma das partidas indiretas mais utilizadas. Além do baixo custo, esta ligação possibilita também a partida mais suave do motor e a redução de 1/3 da corrente nominal. Lembrando também que esta ligação permite que o motor receba o menor nível de tensão de alimentação para qual foi projetado, por exemplo em um motor com tensão de alimentação 220/380V o fechamento triângulo permitirá a inserção da tensão 220V.

Saber como e quando utilizar este tipo de ligação é bastante importante, assim como sempre se atentar para aplicar os conhecimentos da forma mais segura possível, evitando assim, possíveis acidentes elétricos.

Pensando nisso, desenvolvemos o curso de Comandos Elétricos, onde abordamos os principais assuntos e tendências sobre comandos elétricos, além de aulas práticas.  Não perca esta oportunidade de aprimorar os seus conhecimentos saiba mais aqui.

Para conhecer mais sobre as principais funções de comandos elétricos, acesse aqui: comandos elétricos.

Quais as principais vantagens quando utiliza inversores de frequência?

Quais são as principais vantagens do uso de inversores de frequência em conjunto a motores com encoder?

Quais as vantagens de realizar ligações fechamentos em estrela ou triângulo?

Quais são as vantagens para meu projeto com um sistema partindo em estrela triângulo?