Engenharia Elétrica – 2011/1 Instituto Federal do Espírito Santo Supervisão e Controle de Processos Engenharia Elétrica – 2011/1 Instituto Federal do Espírito Santo Prof. Luis Eduardo 1

Supervisão e Controle de Processos INTRODUÇÃO Em todas as instalações industriais, as diversas operações de partida, parada, regulagem, controle e outras vinculadas à produção, são iniciadas por comandos locais ou remotos, através do processamento de grandezas elétricas. A continuidade da produção, assim como, a qualidade deste processo também são definidas por meio do processamento de grandezas elétricas. 2

Supervisão e Controle de Processos Assim sendo, nesta disciplina estudaremos: técnicas, componentes, equipamentos, e máquinas elétricas que permitam a supervisão e o controle de processos industriais. O objetivo da supervisão e controle é otimizar a produção industrial de modo a permitir incrementos contínuos na obtenção de qualidade e redução de custo para os processos alvos.

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UNIT I - CONCEPTS OF INDUSTRIAL ELECTRICAL COMMANDS 5

Processamento de Energia Elétrica Supervisão e Controle de Processos Estratégico Processamento de Energia Elétrica

Supervisão e Controle de Processos Risco 7

Supervisão e Controle de Processos Impacto Ambiental 8

Supervisão e Controle de Processos Avanço Tecnológico 9

Supervisão e Controle de Processos Espessador: Retira excesso de H2O deixando polpa densa. Hidrociclone: Classifica partículas. Homogeneizador: Adição de carvão, reduz combustível na queima. Disco de pelotas: Forma as pelotas. Forno: Queima da pelota de 1350° a 150°C Peneira: Retira o fino. Aglomerados: Cal, betonita e calcário.

Supervisão e Controle de Processos Pelotização VALE Transporte de carga; Controle de velocidade e torque; Processo hidráulico; Reação química; Processo térmico; Controle de qualidade: granulometria, abrasão, compressão e teor de ferro.

Supervisão e Controle de Processos 4.160 V / 2,5 MW Rotor bobinado e partida com reostato líquido. 3 m diâmetro e 12 m comprimento 100 ton.

Supervisão e Controle de Processos

Supervisão e Controle de Processos Dispositivos de Comando Manual Soco Giratória Uso restrito

Supervisão e Controle de Processos Função das cores em botões de comando Cores Ordem de Comando Vermelho Parar, desligar, emergência Verde ou Preto Partida, ligar Amarelo Partida em condições especiais Branco ou Azul Claro Outras funções

Supervisão e Controle de Processos Especificações de Botões para Painel

Supervisão e Controle de Processos Botoeira para Ponte Rolante - Portátil

Supervisão e Controle de Processos Sinalizadores

Supervisão e Controle de Processos Condição de operação em função das cores dos sinalizadores Cores Condição de Operação Vermelho Condição anormal Amarelo Atenção ou cuidado Verde Pronto para operar Branco (incolor) Circuitos sob tensão Azul Outras funções

Supervisão e Controle de Process Especificação de Sinalizadores

Supervisão e Controle de Processos Especificações Técnicas da Sirene

Supervisão e Controle de Processos Sirene com Especificação de Dimensões

Supervisão e Controle de Processos Interruptores Fim-de-Curso

Supervisão e Controle de Processos Interruptores Fim-de-Curso

Supervisão e Controle de Processos

Supervisão e Controle de Processos

Supervisão e Controle de Processos

Supervisão e Controle de Processos

Supervisão e Controle de Processos Proteção Elétrica – Fusíveis Diazed In = 2 a 100 (A) Cap. Interrupção Até 20 (A) – 100 (kA) 25 a 65 (A) – 75 (kA) 80 a 100 (A) – 50 (KA) NBR 11844

Sistemas e Controle de Processos Proteção Elétrica – Fusíveis Neozed In = 2 a 63 (A) Cap. de interrupção 50 (kA) em 400 VCA

Supervisão e Controle de Processos Proteção Elétrica – Fusíveis NH In = 6 a 125 (A) Cap. Interrupção 120 (kA) em até 690 (V) CA

Supervisão e Controle de Processos Proteção Elétrica – Fusíveis SITOR Ultra rápidos, para proteção de dispositivos semicondutores. In = 16 a 900 (A) V = 690 a 2500 (V) CA, 440 a 600 (V) DC. Normas IEC 269 e DIN 43653

Supervisão e Controle de Processos Proteção Elétrica – Fusíveis Cilindricos In = 1 a 100 (A) V = até 500 (V) CA.

Supervisão e Controle de Processos Proteção Elétrica e Comando - Disjuntores Proteção contra curto-circuito e sobrecargas, com a possibilidade de rearme, ou seja, opera também como chave de comando.

Supervisão e Controle de Processos Especificação de Disjuntores NBR NM 60898: Disjuntores especialmente projetados para serem manipulados por usuários leigos, ou seja, para uso por pessoas não qualificadas e para não sofrerem manutenção (instalações residenciais). NBR IEC 60947-2: Disjuntores para serem manipulados por pessoas qualificadas, ou seja, com formação técnica e para sofrerem ajustes e manutenção (instalações industriais).

Supervisão e Controle de Processos Especificação de Disjuntores Características Gerais Mecanismo de interrupção Corrente nominal; Tensão nominal; Frequência nominal; Quantidade de pólos; Capacidade de interrupção; Curva característica. Disjuntor a seco; Disjuntor a óleo (GVO e PVO); Disjuntor a ar-comprimido; Disjunto a vácuo; Disjuntor a hexafluoreto de enxofre.

Supervisão e Controle de Processos Tipo do disjuntor Características principais Seco Termomagnético, residencial. Óleo Método pioneiro de extinção com óleo mineral. PVO para até 138 kV e GVO até 230 kV. NBR 5459/1987 Ar-comprimido Rapidez de operação, alto custo de geração do ar e manutenção. Vácuo Sem gases e líquidos aumenta segurança, longa vida útil, relação ruptura/volume grande, religamentos automáticos e múltiplos. SF6 Gás inerte até 5000°C, aplicados a alta tensão.

Supervisão e Controle de Processos Especificações presentes no próprio disjuntor

Supervisão e Controle de Processos Curva característica de disjuntor a seco

Supervisão e Controle de Processos Curva característica de disjuntor a seco

Supervisão e Controle de Processos Curva característica de disjuntor a seco

Supervisão e Controle de Processos Disjuntor a óleo

Supervisão e Controle de Processos Disjuntor a ar-comprimido

Supervisão e Controle de Processos Disjuntor a vácuo Vácuo Terminal

Supervisão e Controle de Processos Disjuntor de SF6

Supervisão e Controle de Processos Proteção Elétrica – Relés de Sobrecarga

Supervisão e Controle de Processos Relé de Sobrecarga Dispositivo de proteção normalmente utilizado para proteção de motores em situação de sobre-elevação da corrente consumida fora de condições nominais de operação, o que pode ser causado por falta de fase, problemas mecânicos da instalação (alinhamento, balanceamento) ou problemas mecânicos do próprio motor (rolamentos). IEC 60947 Relés de sobrecarga bimetálicos; Relés de sobrecarga eletrônicos.

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Supervisão e Controle de Processos Curva típica de relés de sobrecarga, a frio e a quente.

Supervisão e Controle de Processos Curva típica de relés considerando as classes

Supervisão e Controle de Processos Tabela comparativa de atuação de relés de sobrecarga

Supervisão e Controle de Processos Curva típica de fusível x relé de sobrecarga

Supervisão e Controle de Processos Contatores Dispositivo de comando eletromagnético para manobrar cargas elétricas; Composto de contatos de potência, contatos auxiliares (NA e NF), sistema de acionamento (bobina CC ou CA), câmara e acessórios (filtros e supressores); Especificado pelo tipo da carga, corrente nominal ou potência, tensão e frequência de alimentação da carga, tensão de alimentação da bobina, quantidade de contatos auxiliares e frequência de operação.

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Chave Estrela Delta Blindada Supervisão e Controle de Processos Chave Estrela Delta Blindada 59

Supervisão e Controle de Processos Motores de Indução em C.A. Diversos tipos para diversas aplicações

EXCITAÇÃO INDEPENDENTE Supervisão e Controle de Processos MOTOR C.A. MONOFÁSICO UNIVERSAL TRIFÁSICO ASSÍNCRONO SÍNCRONO GAIOLA DE ESQUILO ROTOR BOBINADO SPLIT - PHASE CAP. PARTIDA CAP. PERMANENTE CAP. 2 VALORES PÓLOS SOMBREADOS REPULSÃO RELUTÂNCIA HISTERESE DE GAIOLA DE ANÉIS IMÃ PERMANENTE PÓLOS SALIENTES PÓLOS LISOS MOTOR C.C. EXCITAÇÃO SÉRIE EXCITAÇÃO INDEPENDENTE EXCITAÇÃO COMPOUND

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APLICAÇÃO – Bomba Centrífuga Supervisão e Controle de Processos APLICAÇÃO – Bomba Centrífuga

Supervisão e Controle de Processos Ventilação Industrial

Supervisão e Controle de Processos Compressor de ar

Supervisão e Controle de Processos Esteira rolante

Supervisão e Controle de Processos Máquina de tração para elevadores

Supervisão e Controle de Processos VN = 220 V / 380 V Conexão em (Y) Conexão Delta () 380V 220 V

Supervisão e Controle de Processos Motor com 12 terminais 220 V (  p) 380 V (Y Y p) 440 V (  s) 760 V (Y Y s) 71

Supervisão e Controle de Processos Esquema de ligação do enrolamento Conexão Delta () Conexão em (Y) 220 V 380V

Esquema de ligação do enrolamento Supervisão e Controle de Processos Esquema de ligação do enrolamento Conexão Delta ( série) Conexão em (Y série) 440V 760 V

Supervisão e Controle de Processos Contato auxiliar Bobina Contatos principais Contator 74

Supervisão e Controle de Processos 75

Supervisão e Controle de Processos 76

Supervisão e Controle de Processos 77

Supervisão e Controle de Processos 78

Fluxo de corrente no contator Supervisão e Controle de Processos Fluxo de corrente no contator 79

Acessórios do contator Supervisão e Controle de Processos Acessórios do contator 80

Supervisão e Controle de Processos 81

Supervisão e Controle de Processos Contatos principais 82

Supervisão e Controle de Processos Contatos Auxiliares 83

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DIAGRAMA ELÉTRICO UNIFILAR Supervisão e Controle de Processos DIAGRAMA ELÉTRICO UNIFILAR 85

Supervisão e Controle de Processos 86

Supervisão e Controle de Processos Diagrama de Montagem 87

Supervisão e Controle de Processos Gaveta de CCM-Centro de Controle de Motores

Supervisão e Controle de Processos Coluna de CCM -

Supervisão e Controle de Processos Esquema de Ligação Motor com 2 terminais: “Chave Centífuga” Não permite inversão de rotação. (Partida capacitiva) 90

Supervisão e Controle de Processos Motor com 6 terminais Opera com duas tensões Permite inversão de rotação 91

Supervisão e Controle de Processos Relé temporizado Pneumático - TON - OU TOFF 92

RELÉ TEMPORIZADO NA POSIÇÃO DE REPOUSO -TON Supervisão e Controle de Processos RELÉ TEMPORIZADO NA POSIÇÃO DE REPOUSO -TON 93

RELÉ TEMPORIZADO TON EM TEMPORIZAÇÃO Supervisão e Controle de Processos RELÉ TEMPORIZADO TON EM TEMPORIZAÇÃO 94

RELÉ TEMPORIZADO TON NA POSIÇÃO LIGADA Supervisão e Controle de Processos RELÉ TEMPORIZADO TON NA POSIÇÃO LIGADA 95

RELÉ TEMPORIZADO NA POSIÇÃO DESLIGADA COM CONTATOS ACIONADOS TOFF Supervisão e Controle de Processos RELÉ TEMPORIZADO NA POSIÇÃO DESLIGADA COM CONTATOS ACIONADOS TOFF 96

RELÉ TEMPORIZADO TOFF TEMPORIZANDO Supervisão e Controle de Processos RELÉ TEMPORIZADO TOFF TEMPORIZANDO 97

Supervisão e Controle de Processos Relé Temporizado Eletrônico 98

Supervisão e Controle de Processos Relé Temporizado Motorizado 99

MOTORES TRIFÁSICOS DE INDUÇÃO (MÚLTIPLAS VELOCIDADES) Supervisão e Controle de Processos MOTORES TRIFÁSICOS DE INDUÇÃO (MÚLTIPLAS VELOCIDADES) Os motores de indução trifásicos possuem na placa de identificação o valor de sua velocidade nominal, sendo esta uma função do número de pólos do estator e da frequência da rede. De modo geral, estes motores possuem apenas um valor de velocidade nominal, entretanto, existem motores que podem operar em mais de um valor de velocidade. 100

Supervisão e Controle de Processos Nestes motores, a variação de velocidade é realizada através da modificação da quantidade de pólos no enrolamento estatórico. Vamos tratar basicamente de dois tipos de motores: Motor de indução trifásico de duas velocidades com dois enrolamentos. - Motor de indução trifásico de duas velocidades com apenas um enrolamento. 101

MOTOR DE DUAS VELOCIDADES (Enrolamentos Independentes) Supervisão e Controle de Processos MOTOR DE DUAS VELOCIDADES (Enrolamentos Independentes) 102

Supervisão e Controle de Processos CAMPO MAGNÉTICO TETRAPOLAR 103

Campo Magnético Bipolar Supervisão e Controle de Processos Campo Magnético Bipolar 104

(2/4 polos – ligação Dahlander) Supervisão e Controle de Processos MOTOR DE INDUÇÃO (2/4 polos – ligação Dahlander) 105

MOTOR TRIFÁSICO DE ROTOR BOBINADO Supervisão e Controle de Processos MOTOR TRIFÁSICO DE ROTOR BOBINADO 106

Motor Trifásico de Rotor Bobinado Supervisão e Controle de Processos Motor Trifásico de Rotor Bobinado 107

Supervisão e Controle de Processos Curva Característica Torque x Velocidade de um motor de indução trifásico 108

Supervisão e Controle de Processos Curva Característica Torque x Velocidade do motor de indução trifásico com reostato de partida. 109

Supervisão e Controle de Processos 110

Supervisão e Controle de Processos Contator de curto-circuitamento do rotor

Supervisão e Controle de Processos CHAVE COMPENSADORA (AUTO-TRNSFORMADOR) 112

Supervisão e Controle de Processos Partida com auto-trafo 113

Supervisão e Controle de Processos 114

MOTOR ASSÍNCRONO COM FREIO Supervisão e Controle de Processos MOTOR ASSÍNCRONO COM FREIO Freio Eletromagnético; Freio por corrente de Foucault; Freio Dinâmico (Injeção de corrente). 1 - Bobina magnética; 2- Mola de tensão; 3- Sapatas de freio; 115

Supervisão e Controle de Processos Impressoras industriais Ponte Rolante 116

Freio por corrente de Foucault Supervisão e Controle de Processos Freio por corrente de Foucault 117

Supervisão e Controle de Processos 118

Supervisão e Controle de Processos Força 3 - 220V  R S T N x a b c a' b' c' a'' b'' c'' 1 2 3 4 5 6 Chave Rotativa 119

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