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Controle e proteção de motores: Tecnologia Contatores AF

Publicado: 27 de novembro de 2013 Categoria: Artigos Técnicos

A tecnologia dos contatores AF fornece confiabilidade incomparável, independentemente das condições de rede. Com uma gama completa de contatores com tecnologia de AF, de 09A a 2650A, juntamente com uma vasta gama de acessórios, a ABB está definindo um novo padrão de controle motor e comutação de energia.

Controle e proteção de motores: Tecnologia Contatores AF

 

Como funciona a bobina eletrônica e quais são os seus benefícios?

Os contatores AF retificam a corrente CA ou CC provinda do circuito de controle e retificam-na posteriormente para uma tensão controlada em CC, que é então aplicada à bobina eletromagnética.

Quando o contator recebe o sinal de fechamento, o processo mede se a quantidade de energia recebida é suficiente para executar um fechamento completo. Isso significa que o contator não iniciará o processo de atracamento se não houver energia suficiente, consequentemente prevenindo trepidações e solda dos contatos.

Durante a sequência de regime, o contator está constantemente monitorando  a corrente e compensando com a ajuda da tensão de entrada a manter a quantidade exata de energia necessária para que o contator fique atracado, sem usar energia desnecessáriamente. Isso deixa a bobina em uma temperatura sempre baixa e previne que a mesma queime devido a sobre/sub tensão.

Na maioria das aplicações, os contatores geralmente permanecem a maior parte do tempo fechados e operando por diversas horas. Isso significa que a potência de consumo da bobina é um fator considerável para o cálculo de todo o consumo de uma instalação elétrica, especialmente quando a demanda de sistemas com soluções para eficiência energética estão crescendo.

As bobinas convencionais de um contator controlado por tensão CA levam a um consumo excessivo de energia, devido a ”potência de desatraque”, ocorrida no ponto zero da onda senoidal. Cada vez que a onda passa pelo ponto zero, o núcleo ferroso perde sua potência e, para compensar esse efeito, a potência mínima para regime precisa ser elevada, fazendo com que uma potência máxima seja equivalente a uma potência de consumo excessiva.

Já os contatores de bobina eletrônica operam em CC e em conjunto com uma lógica de programação, consumindo apenas a energia necessária para manter o equipamento em sua posição fechada.

O contator é assim operado seguramente, em condição sempre estável e otimizada, tornando-o virtualmente livre de ruídos sonoros.

Quatro bobinas para toda a gama de tensão

Os contatores AF suportam tensões de controle tanto em CA quanto CC, sendo necessário apenas 4 modelos diferentes de bobinas para cobrir todo a gama de 24V CA/CC a 500V CA/CC, tendo assim reduzido o número total modelos de produtos em até 90%.  Esta otimização oferece maior funcionalidade em relação a tecnologia convencional e simplifica a logística dos clientes e reduz os custos de administração.

Proteção contra surtos incorporada  

Com a tecnologia convencional de contatores é recomendado o uso de um supressor de surtos externo, um acessório que pode custar até a metade do próprio contator. Com a tecnologia AF as ondas são manipuladas pelo próprio contator e os surtos não atingem o circuito de controle, sendo assim eliminada a necessidade de um surpressor de surto. Um produto e uma complicação a menos para se preocupar. 

Ampla faixa de tensão de controle

Outro grande diferencial da tecnologia AF e sua bobina eletrônica é a tensão definida para a sequência de abertura.

De acordo com a norma IEC um contator deve permanecer atracado enquanto sua tensão aplicada estiver em 75% da tensão mínima da faixa de tensão da bobina e deve obrigatoriamente abrir quando a tensão aplicada for inferior a 25% da tensão mínima da faixa de tensão da bobina.

A figura à esquerda mostra as exigências da norma IEC, onde são determinados as porcentagens para uma abertura do contator.

A figura central mostra a zona de abertura incerta de um contator convencional, demonstrado pela faixa vermelha onde o estado do contator estará sujeito a mudanças de fechado para aberto.

A figura a direita mostra os limites de operação dos contatores com tecnologia AF. O contator é programado para não abrir até uma tensão específica, acabando com a ”zona de abertura incerta”. No exemplo, a bobina possui faixa nominal de 100 à 250V. A tensão de abertura é, então, programada para 60% do valor da tensão mínima dessa faixa, ou seja, 60V. Quando a tensão aplicada for inferior a esse valor, somente então o contator abrirá, garantido uma sequência de abertura confiável. Essa regra é válida para todas as outras faixas de tensão disponíveis para os contatores AF.

Os contatores AF também atendem as exigências da norma SEMI F 47, que exige que o contator permaneça atracado no caso de uma ausência total de tensão por um período de 20ms.

Solução ideal para diversos segmentos

Sistemas de ar condicionado, refrigeração e ventilação, Máquinas em geral, Trens, Data Centers, Hospitais, Aeroportos, Grupo Geradores, Geração de energia Solar, Eólica e Marítima.

Desafios:

  • Aplicações remotas, de difícil acesso e com elevados custos de manutenção, como usinas para geração de energia eólica ou marítima, exigem confiabilidade e praticidade.
  • Paradas inesperadas de um forno contendo minério fundido a 1300ºC devido quedas de tensões na rede e falhas intermitentes nos contatores convencionais, levando-os a soldar seus jogos de contatos, por exemplo, poderá ocasionar não somente altíssimos custos com perdas na produção e reparos, mas também criar um cenário potencialmente perigoso.
  • Minas subterrâneas requerem longos cabos para a transmissão de energia a equipamentos de ventilação e iluminação, que podem ocasionar flutuações na tensão e assim a solda dos jogos de contatos.

Solução ABB:

Os contatores AF são capazes de suportar quedas de tensões por até 20ms, em conformidade com a norma SEMI-F47, tendo assim uma fonte de controle estável e confiável, sem desprender recursos extras com sistemas de baterias reservas ou demais sistemas de alimentação ininterruptas.

As bobinas controladas eletronicamente pelos contatores AF possuem excelente resistência à flutuação de tensão, proporcionando desempenho consistente sob as condições mais adversas.

A eficiência energética é importante para se manter competitivo. A redução das perdas de energia no interior de placas eletrônicas por exemplo, aumentam a vida útil de componentes e o tempo para sua manutenção, economizando tempo e otimizando custos.

Sobre a ABB
A ABB é líder em tecnologias de energia e automação, proporcionando aos clientes industriais e de concessionárias a melhoria da sua performance energética, além da redução dos impactos ambientais. O grupo ABB opera em cerca de 100 países e emprega em torno de 145.000 funcionários.