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Com a crescente evolução do segmento de automação industrial, novas técnicas para otimizações nos processos industriais se fazem necessários. Sem contar o desenvolvimento do segmento de eletrônica digital, que nos fornece as novidades em potentes e minúsculos micros chips e circuitos microprocessados. Tanto no foco industrial ou residencial as partidas suaves ocupam grande escala de emprego, no controle de partida e parada dos motores, bem como em sua maioria a devida proteção do motor de indução

Diferente do inversor de freqüência, cuja aplicação se dá no controle ponto a ponto da velocidade, as partidas suaves tem por aplicação as partidas e paradas suaves da carga a ser movimentada, podendo-se ainda optar pelo sistema by-pass onde, depois de atingida a velocidade, a carga é ligada diretamente à rede através de um contator, desabilitando a soft starter.


A partida suave com as soft starters é possível devido à redução da tensão na partida de motores de indução em corrente alternada. As soft starters empregam componentes de estado sólido para controlar o fluxo de corrente e, conseqüentemente, a tensão aplicada no motor de indução. As soft starters podem ser ligadas em série, na mesma linha de alimentação aplicada ao motor, ou podem ser conectados em triângulo, de uma conexão do motor, controlando a voltagem aplicada ao motor conforme uma parametrização previamente realizada pelo usuário.  Na verdade, o funcionamento de uma Soft Starter (ou chave de partida) é baseado na utilização de tiristores (SCR – “Silicon Controlled Rectifier”, Retificador Controlado a Silício).  Os tiristores tem sido utilizados com muita freqüência no controle de potência em corrente alternada, para cargas resistivas indutiva, como solenóides, elementos aquecedores e os próprios motores de indução, sem contar que o tiristor é mais útil que o diodo de quatro camadas, devido ao seu condutor extra estar ligado á base da seção NPN. O SCR seria equivalente a uma trava com disparo na entrada.

A Soft Starter controla a tensão da rede através do circuito de potência, onde são empregados seis SCRs. Conforme a variação dos ângulos de disparo dos SCRs, variamos o valor da tensão eficaz aplicada ao motor.

Controle por Tensão

O controle por tensão é conseguido através do uso de componentes de estado sólido e chaves ligadas em série com cada uma das fases. Incluem-se nestas chaves (figura 1):

1 Triac por fase;
1 SCR e 1 diodo reverso paralelo conectado por fase;
2 SCR’s reverso paralelo conectado por fase.


F.1 – Componentes de estado sólido.


Componentes de Estado Sólido

Para entendermos o funcionamento dos componentes de estado sólido, podemos analisar, como base, uma lâmpada ligada a um potenciômetro, onde este é ligado a cada parte de cada ciclo da rede. A tensão é controlada pela variação da condução do ângulo destes componentes. O Aumento do ângulo de condução acarretará o aumento relativo à saída. O controle da tensão aplicada na saída pelos componentes de estado sólido implica em inúmeras vantagens. Uma das maiores é a melhoria na eficiência relativa da impedância na partida, devido o estado de pouca tensão promovido pelos componentes de estado sólido. Tipicamente a dissipação de potência na partida, será menor que 1% a potência dissipada na resistência primária na partida. Outra grande vantagem na utilização de componentes de estado sólidos na partida é que a tensão  pode ser facilmente alterada para as condições necessárias na partida. Pela variação do ângulo de condução, a tensão de saída pode ser incrementada ou reduzida, e esta pode ser alcançada automaticamente por controle eletrônico. O controle eletrônico pode ser programado para prover uma tensão em particular de saída baseada numa seqüência temporizada (malha aberta), ou pode controlar dinamicamente a tensão de saída para alcançar características de saídas baseadas em medidas feitas a partir de informações suficientes como as de corrente e velocidade (malha fechada).

Elementos para o chaveamento

Os elementos de chaveamento são capazes de controlar a corrente aplicada ao motor. No intuito de manter um nível alto de confiança numa aplicação industrial, os elementos de chaveamento precisam ser avaliados ao menos em três vezes a linha de alimentação. Isto significa que numa alimentação de 400 volts, será preciso componentes de 1200 volts. E isto é importante para que os elementos de chaveamentos  tenham boa capacidade para suportar sobrecargas de correntes de transientes. Tomando por base triacs de 1200 volts que possuem boas características de sobrecargas de correntes de transientes mas que não são prontamente disponíveis, e sua escolha acaba ficando mesmo entre SCR-Diode e SCR-SCR. Há muitos triacs que podem ser aplicados nesta operação, porém não são fáceis de se encontrar. A principal diferença entre os SCR-SCR e os SCR-Diode é o preço e as harmônicas na tensão de saída. O método de emprego utilizando SCR-SCR provê saídas simétricas, que é desejável, no ponto de vista das perturbações e harmônicas na alimentação, enquanto no método SCR-Diode é um método tecnicamente inferior, mas comercialmente mais efetivo e fácil de implementar. As harmônicas e distúrbios reduzem  drasticamente os tipos de partida que empregam os SCR-Diode, no mercado atual, mesmo ainda sendo encontrados. Esta tecnologia não é facilmente reconhecida como suficiente e quando comparamos a tecnologia de três pulsos dos sistemas SCR-Diode com a tecnologia de seis pulsos SCR-SCR, podemos claramente distinguí-las. (figura 2).


F.2 – O chaveamento.


A tensão na partida

A característica da tensão na partida pode ser um pequeno sinal a partir de zero até a tensão total, ou somente ser uma forma complexa bem próxima emular o controle da corrente na partida. Soft Starters permitem aplicar uma tensão inicial no motor, observando que as condições de carregamento e eventualmente até a tensão final e a curva de tempo podem não ser respectiva ao desejável, causando até alguns desarmes e paradas do controle a carga, com referência ao tipo de motor e aplicação.

Controle em malha aberta

As partidas suaves em malha aberta são partidas que produzem uma tensão inicial com um perfil independente da corrente traçada, ou da velocidade do motor. A tensão de partida especificada na programação segue um desenho predeterminado no tempo (rampa de trabalho na partida). Na partida, a placa de controle atua na placa de potência, que libera uma tensão inicial ao motor numa base de tempo definida e esta tensão será aplicada em uma rampa de tempo crescente até a tensão final, atingindo a velocidade final na carga (motor). A tensão inicial aplicada não é ajustável, porém é possível escolher a rampa de tempo e o tipo de rampa (linear ou em “S”). Os ajustes de rampas de tempo para aplicar a tensão de partida geralmente são feitos em segundos. Não é uma descrição exata, pois não é possível o controle exato da aceleração do motor.  O motor é lentamente carregado, acelerando até a velocidade total (considerando a freqüência da rede) e até sessenta avos a rampa de tempo selecionada. De forma mais precisa poderíamos nos referir a rampa de tensão no tempo. Em unidades mais utilizadas, a tensão na partida é  pré-ajustada, tipicamente entre 10% e 70% da tensão total.  Com isto é possível atingir o menor esforço do motor na partida com pequenas vantagens na sessão do motor, perdendo apenas no torque na partida devido ao seu baixo torque. Isto causa um acréscimo de temperatura, que será dissipado pelo motor. O ajuste da tensão na partida é freqüentemente referido como o torque inicial ajustado e definido em porcentagem pelo tempo. Enfim, o incremento da tensão de partida irá aumentando conforme o torque inicial do motor. O torque na partida é uma função que concilia a tensão inicial, o tipo empregado do motor e tipo de aplicação. A partida em si não conhece qualquer característica do motor onde esta conectada, logo, não é capaz de atribuir informações de baixo torque em condições de malha aberta, diferenciando do controle em malha fechada.