A instalação de um compressor envolve compreender como cada componente afeta os outros e quais normas e regulamentos se aplicam. Aqui está uma visão geral dos fatores a serem considerados para garantir uma instalação funcionando corretamente para o seu sistema elétrico.
A seleção do motor certo para um compressor é essencial para garantir que o sistema funciona ao seu nível mais eficiente e eficaz.
Isso minimiza o risco de falha mecânica e evita reparos e paradas dispendiosas. Quanto mais tempo o motor durar e funcionar, mais dinheiro é economizado.
O motor é normalmente arrefecido por ventoinha e selecionado para trabalhar em temperaturas até 40 ºC e uma altitude de 1000m. Alguns fabricantes oferecem motores padrão com uma capacidade de temperatura ambiente máxima de 46 ºC. Ao dimensionar instalações de compressores em altitudes mais elevadasou temperaturas mais elevadas, a saída deve ser reduzida.
O motor é geralmente montado em flange e diretamente ligado ao compressor. A velocidade é adaptada ao tipo de compressor, mas, na prática, apenas motores de 2 pólos ou 4 pólos com velocidades respetivas de 3 000 rpm. A potência nominal do motor também é determinada (a 1 500 rpm).
A utilização de um motor sobredimensionado pode resultar em
custos mais elevados,
uma corrente de arranque desnecessariamente elevada,
fusíveis maiores,
e níveis de eficiência reduzidos.
Por outro lado, a utilização de um motor demasiado pequeno para a instalação pode resultar
A correspondência da saída do motor com os requisitos do compressor ajuda a evitar potenciais problemas e garante que o motor funciona no seu melhor. Isto é bom tanto para o motor como para o compressor, uma vez que os ajuda a durar mais tempo e a trabalhar de forma mais eficiente.
A classe de proteção do motor é uma medida de quão bem um motor pode suportar poeira e água. A classe de proteção do motor é regulada por normas.
É importante notar que os motores abertos não são ideais para uso com compressores, pois eles não fornecem proteção adequada contra poeira e água. Por exemplo, um motor IP23 só será capaz de suportar salpicos de água ou névoa fina, mas não imersão total em líquido.
O design resistente a poeira e jatos de água (IP55) é preferido em relação aos motores abertos (IP23), que podem exigir desmontagem e limpeza regulares.
Em outros casos, os depósitos de poeira na máquina eventualmente causarão superaquecimento, resultando em vida útil mais curta. Uma vez que a caixa do conjunto do compressor também protege contra pó e água, uma classe de proteçãoão inferior a IP55 também pode ser utilizada.
O método de arranque também é importante considerar ao selecionar um motor. Para um arranque em estrela/triângulo, o motor só é arrancado com um terço do seu binário de arranque normal, pelo que a comparação das curvas de binário do motor e do compressor pode ser útil para garantir arranques adequados do compressor.
Os métodos de arranque mais comuns são o arranque direto, o arranque em estrela/triângulo e o arranque suave.
O arranque direto é simples, mas tem uma corrente de arranque e um binário elevados que podem danificar o motor.
O arranque em estrela/triângulo limita a corrente de arranque e consiste em três contactores, proteçãoão contra sobrecarga e um temporizador que muda o motor de ligação em estrela para triângulo.
O arranque suave é um método de arranque gradual que utiliza interrutores semicondutores para limitar a corrente de arranque.
O arranque direto é simples e requer apenas uma proteção contra contator e sobrecarga. A desvantagem que apresenta é a corrente de partida alta, que é de 6 a 10 vezes a corrente nominal do motor, e seu alto torque de partida, o que pode, por exemplo, danificar eixos e acoplamentos.
O arranque em estrela/triângulo é utilizado para limitar a corrente de arranque. O motor de arranque é composto por três contactores, proteçãoão contra sobrecarga e um temporizador.
O motor é ligado com a ligação em estrela e após um tempo definido (quando a velocidade atingiu 90% da velocidade nominal), o temporizador alterna os contactores de modo a que o motor seja ligado em delta, que é o modo de funcionamento.
O arranque em estrela/triângulo reduz a corrente de arranque para aproximadamente 1/3 em comparação com o arranque direto. No entanto, ao mesmo tempo, o torque de partida também cai para 1/3.
O binário de arranque relativamente baixo significa que a carga do motor deve ser baixa durante a fase de arranque, de modo a que o motor atinja virtualmente a sua velocidade nominal antes de mudar para a ligação delta.
Se a velocidade for demasiado baixa, será gerado um pico de corrente/binário tão grande como com um arranque direto ao mudar para a ligação delta.
Arranque suave (ou arranque gradual), que pode ser um método de arranque alternativo para o arranque estrela/delta, é um arrancador composto por semicondutores (interrutores de alimentação tipo IGBT) em vez de contactores mecânicos. O arranque é gradual e a corrente de arranque é limitada a aproximadamente três vezes a corrente nominal.
Os arrancadores para arranque direto e arranque estrela/triângulo estão, na maioria dos casos, integrados no compressor.
Para uma grande fábrica de compressores, as unidades podem ser colocadas separadamente no painel de distribuição, devido a:
(Consulte mais informações sobre como criar condições de trabalho ideais na sua sala de compressores.)
Note que um motor de arranque para arranque suave é geralmente posicionado separadamente, junto ao compressor devido à radiação de calor. Mas pode ser integrado no interior do conjunto do compressor, desde que o sistema de arrefecimento tenha sido devidamente fixado. Os compressores de alta tensão têm sempre o seu equipamento de arranque num compartimento elétrico separado.
Aprenda os princípios-chave dos motores elétricos.
Na maioria dos casos, não há necessidade de uma tensão de controle separada para ser conetada ao compressor porque ele já possui um transformador de controle integrado. A extremidade primária do transformador está ligada à fonte de alimentação do compressor, esta disposição oferece uma operação mais fiável.
Se houver algum problema com a fonte de alimentação, o compressor pára imediatamente e não volta a arrancar. Esta função, com uma tensão de controlo alimentada internamente, deve ser utilizada quando o motor de arranque está localizado longe do compressor.
Os cabos devem, de acordo com as disposições da norma, "ser dimensionados de modo a que, durante as operações normais, não sofram temperaturas excessivas e que não sejam danificados termicamente ou mecanicamente por um curto-circuito elétrico".
Para escolher os cabos certos para um trabalho, precisa considerar:
Os fusíveis também podem ser usados para proteger os cabos de curto-circuitos e sobrecargas.
Ao usar motores, irá precisar de dois tipos de proteção. A proteção contra curto-circuito, como os fusíveis, é usada para evitar curto-circuitos elétricos perigosos. Proteção contra sobrecarga, que é geralmente a proteção do motor incluída no motor de partida, dispara e quebra o motor de partida se a corrente exceder um determinado nível. Isso protege o motor e seus cabos.
A proteção contra curto-circuito protege o motor de arranque, a proteçãoão contra sobrecarga e os cabos. Para escolher o tamanho certo do cabo, pode consultar a IEC 60364-5-52.
Mas há outro fator importante: A"condição de paragem". Isso significa que a instalação deve ser projetada para parar de forma rápida e segura se houver um curto-circuito. Para se certificar de que a condição é atendida, precisa considerar o comprimento do cabo, a secção transversal e a proteção contra curto-circuito.
A proteção contra curto-circuito é colocada em um dos pontos de partida dos cabos e pode incluir fusíveis ou um disjuntor. Qualquer uma das opções fornece o nível adequado de proteção, dado que a solução selecionada corresponde corretamente ao sistema.
Os fusíveis funcionam melhor para grandes correntes de curto-circuito , mas não criam uma rutura totalmente isolada e têm longos tempos de disparo para pequenas falhas.Os disjuntores criam uma quebra rápida e totalmente isolada, mesmo para pequenas falhas, mas exigem mais planejamento. O dimensionamento da proteçãoão contra curto-circuito depende da carga esperada e das limitações da unidade de arranque.
Para proteção contra curto-circuito do motor de arranque, consulte a norma IEC (International Electrotechnical Commission) 60947-4-1 Tipo 1 & Tipo 2.
A seleção do Tipo 1 ou Tipo 2 baseia-se na forma como um curto-circuito afetará o motor de arranque.
Tipo 1: "... em condições de curto-circuito, o contactor ou o motor de arranque não devem causar perigo para pessoas ou instalação e podem não ser adequados para manutenção adicional sem reparação e substituição de peças."
Tipo 2: "... em condições de curto-circuito, o contactor ou o motor de arranque não causarão perigo para pessoas ou instalação e serão adequados para utilização posterior. É reconhecido o risco de soldadura leve dos contactores, caso em que o fabricante deve indicar as medidas de manutenção..."
Os motores elétricos consomem tanto a potência ativa (que se transforma em trabalho mecânico) como a potência reativa (que magnetiza o motor). A potência reativa coloca uma carga nos cabos e no transformador. O fator de potência, cos φ, determina a relação entre os dois, isto é geralmente entre 0,7 e 0,9, com motores menores tendo um valor menor.
Pode aumentar a potência para praticamente 1gerando a potência reativa diretamente pela máquina usando um capacitor. Isso significa que não precisa extrair tanta energia reativa da rede elétrica. Isso é feito para evitar cargas extras do fornecedor de energia para extrair energia reativa sobre um nível predeterminado. Também ajuda a retirar parte da carga de transformadores e cabos muito usados.
Ao ter em conta estes fatores, pode criar um sistema elétrico que funcione corretamente, maximizando o desempenho e a vida útil do seu compressor.
A utilização de um motor demasiado grande para um compressor de ar pode levar a várias desvantagens. Pode resultar em despesas mais elevadas, aumento da corrente inicial, necessidade de fusíveis maiores, menor fator de potência e níveis de eficiência reduzidos.
Se um motor estiver subdimensionado para sua instalação, ele pode ficar sobrecarregado e propenso a avarias.
Se ainda está indeciso sobre qual o compressor que precisa, aqui estão alguns conselhos úteis sobrea escolha de um compressor de ar.
Saiba mais sobre o processo de instalação de um sistema compressor abaixo.
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