Ficha 01 · Relés, contactores, arranque de motores

a) Relé sub-miniatura (5A) ou SSR (estado sólido). b) Contactor AC3 (Schneider LC1D18 por exemplo, 18A AC3 = 7,5 kW). c) Relé térmico (Schneider LRD ou LRT). d) Disjuntor magnetotérmico ou fusível.

Conjunto típico motor: disjuntor + contactor + relé térmico.

a) P = √3 × V × I × cos φ × η I = 5500 / (√3 × 400 × 0,85 × 0,90) ≈ 10,4 A

b) AC3 — motor padrão.

c) LC1D12 (5,5 kW @ 400V, AC3 12A). Suporta os 10,4 A com margem.

Para aplicação jogging (arranque/paragem frequente) → categoria AC4 → escolher contactor maior: LC1D18 (7,5 kW AC3 = ~5,5 kW AC4).

L1 ──[QF1.1]──[KM1.1]──[F_t.1]──U
L2 ──[QF1.2]──[KM1.2]──[F_t.2]──V    Motor M1
L3 ──[QF1.3]──[KM1.3]──[F_t.3]──W
PE ──────────────────────────────PE

Sequência de cada fase: 1. QF1 (disjuntor magnetotérmico) — protecção contra curto-circuito + sobrecarga. 2. KM1 (contactor) — comutação on/off via comando. 3. F_t (relé térmico) — protecção mais fina contra sobrecarga prolongada. 4. U, V, W — terminais motor.

PE (terra) liga directamente.

Alternativa moderna: disjuntor motor (DMP) integra disjuntor + relé térmico num único componente (Schneider GV2, ABB MS). Substitui QF1 + F_t.

+24V ──[S0(NC)]──[F_t.aux(NC)]──[S1(NO)]──┬── KM1.A1
                                            │
                                            └──[KM1.aux NO]──

                              KM1.A2 ── 0V

Elementos: - S0 (botoeira stop, NC) — corta circuito quando premida. - F_t.aux (contacto auxiliar NC do relé térmico) — quando relé térmico dispara, este contacto abre → KM1 desactiva → motor pára. - S1 (botoeira start, NO) — fecha circuito quando premida. - KM1.aux NO (contacto auxiliar normalmente aberto do contactor) — em paralelo com S1, fornece auto-retenção. - KM1.A1-A2 — bobina do contactor.

Funcionamento: 1. Premir S1 → corrente passa via S0+F_t+S1 → KM1 activa. 2. KM1 fecha contactos principais (motor arranca) + KM1.aux NO fecha (auto-retenção). 3. Soltar S1 → KM1.aux mantém o circuito → motor continua. 4. Premir S0 ou disparar relé térmico → corta corrente → KM1 desactiva → motor pára.

Forward:
+24V ──[S0(NC)]──[KM_R.aux NC]──[S_F(NO)]──┬── KM_F.A1
                                              │
                                              └──[KM_F.aux NO]── (auto-retenção)

                                 KM_F.A2 ── 0V

Reverse:
+24V ──[S0(NC)]──[KM_F.aux NC]──[S_R(NO)]──┬── KM_R.A1
                                              │
                                              └──[KM_R.aux NO]── (auto-retenção)

                                 KM_R.A2 ── 0V

Inter-bloqueio: - KM_F só pode activar se KM_R.aux NC está fechado (= KM_R não activo). - KM_R só pode activar se KM_F.aux NC está fechado (= KM_F não activo). - Impossível ambos ficarem activos simultaneamente.

Sequência de uso: 1. Premir S_F → motor roda para a frente. 2. Para inverter: premir S0 primeiro (paragem), depois S_R. 3. Direct switching de S_F para S_R não funciona (KM_R.aux NC ainda está aberta porque KM_F continua activo enquanto não houve S0).

Reforço de segurança: contactores em barra DIN com inter-bloqueio mecânico (alavanca física entre os 2). Mesmo se cablagem falha, mecânica impede ambos fecharem.

Sistemático:

1. Verificar alimentação (multímetro V DC entre +24V e 0V do comando) → 24V?
2. Sim → continuar.

3. Não → fusível/disjuntor do comando; transformador.

4. Verificar continuidade de S0 (NC) em repouso (premido = não).

5. Se aberto → S0 partido ou premido por engano.

6. Verificar relé térmico: o seu contacto auxiliar NC deve estar fechado em repouso.

7. Se aberto → reset manual no relé térmico (botão pequeno).

8. Se não fica reset → relé térmico avariado.

9. Premir S1: medir tensão na bobina KM1 (A1-A2).

10. 24V → bobina deveria activar.
11. Verificar continuidade da bobina (Ω; 200-2000 típico).
12. ∞ = bobina partida → substituir KM1.

13. OK mas KM1 não fecha mecanicamente → contactor preso ou armadura magnética danificada.

14. Verificar contactos auxiliares de inter-bloqueio se motor reversível.

15. Se comando OK, verificar potência:

16. Tensão entre L1-L2, L2-L3, L3-L1 = 400V?
17. Continuidade dos cabos do contactor para motor.
18. Continuidade das 3 bobinas do motor (medir resistência fase-fase com motor desligado).

Tempo médio diagnóstico: 5-15 min se documentação disponível.

Causas físicas:

1. Sobrecarga real do motor — carga mecânica maior que projecto. Investigar: motor mais quente que normal? Equipamento bloqueado parcialmente? Atrito anormal?

2. Fases desequilibradas — uma fase com menos tensão que as outras → motor puxa mais corrente nas outras 2 → relé térmico dispara. Medir tensão entre fases.

3. Falha de fase — uma fase totalmente em falta (cabo cortado, fusível queimado) → motor consome muito mais nas outras 2 → dispara.

4. Calibração errada — relé térmico configurado para corrente inferior à nominal do motor. Verificar chapa do motor vs ajuste.

5. Relé térmico defeituoso — lâmina bimetálica gasta, dispara prematuramente. Substituir.

6. Temperatura ambiente alta — bimetálico mais sensível com calor; pode disparar com corrente "normal" se ambiente está a 45°C+.

7. Motor sobrecargado pelo arranque pesado — se há jogging (vários arranques/min), considerar classe 20 ou 30 do relé térmico.

Diagnóstico: - Medir corrente do motor com pinça amperimétrica durante operação. - Comparar com I_nominal da chapa. - Verificar tensões trifásicas. - Inspeccionar motor (temperatura, ruído anormal).

Circuito 1 — controlo motor (com sensor de segurança):

+24V ── S0(NC) ── B(NC) ── S1(NO) ──┬── KM1.A1
                                      │
                                      └── KM1.aux NO (auto-retenção)

                          KM1.A2 ── 0V

• B com contacto NC: em repouso fechado; se detecta defeito, abre → KM1 desactiva → motor pára.

Circuito 2 — LED verde (funcionamento):

+24V ── KM1.aux NO ── H_verde ── 0V

• Quando KM1 activo, este contacto auxiliar fecha → LED verde acende.

Circuito 3 — LED vermelho (defeito):

+24V ── B(NO) ── H_vermelho ── 0V

• B tem 2 contactos: NC (no comando do motor) e NO (no LED vermelho).
• Quando detecta defeito: NC abre (motor pára) e NO fecha (LED vermelho acende).

Comportamento: - Operação normal: motor on, verde aceso, vermelho apagado. - Defeito detectado: motor pára imediatamente, verde apaga (KM1 desactivo), vermelho acende. - Operador vê que problema é defeito do sensor (não pode simplesmente premir Start de novo — tem de resolver causa primeiro porque B continuará activo).

Para um restart após defeito, precisa de reset com botão dedicado ou resolução do problema físico que activou B.