Um comutador de inversão de marcha altera a direção de um motor trifásico ao trocar duas das três fases. Ele possui três posições — marcha à frente, desligado, marcha à ré — e a alavanca precisa passar pela posição “desligado” antes de poder atingir a outra direção; é isso que torna a comutação segura, em vez de ser uma corrida entre dois contatores.
A ideia é tão simples que acaba sendo dada como certa, e é daí que vêm os erros. Um interruptor de reversão do motor precisa interromper a corrente do motor, e não a corrente de controle; o intertravamento precisa resistir à ação de alguém que force a alavanca; e a fiação precisa trocar exatamente duas fases, pois a troca de três faz com que o motor funcione na direção em que sempre funcionou.
O que um comutador de inversão de marcha faz em suas três posições
Na posição de marcha à frente, o motor recebe a sequência de fases L1-L2-L3. Na posição de marcha à ré, recebe L1-L3-L2. A posição intermediária desliga os três pólos, de modo que há um intervalo definido sem conexão entre a fonte de alimentação e o motor.
Esse intervalo é o ponto-chave da versão mecânica. Dois contatores também podem inverter o sentido de rotação de um motor, mas podem fechar quase ao mesmo tempo e, se isso acontecer, duas fases entram em curto-circuito por meio dos contatores. Um interruptor de came elimina essa possibilidade mecanicamente: o contato móvel se afasta de um conjunto de terminais antes de chegar ao outro.
| Posição | O que está conectado | Uso típico |
|---|---|---|
| Atacante (1) | L1-U, L2-V, L3-W | Sentido normal de rotação |
| Desligado (0) | Todas as cabines estão abertas | Pare, e o tempo ocioso entre as instruções |
| Verso (2) | L1-W, L2-V, L3-U | Rotação oposta |
Como a posição “desligado” é mecânica, um interruptor de reversão de motor não precisa de um temporizador de reversão. Os sistemas compostos por dois contatores geralmente precisam, já que é necessário evitar que os contatores se sobreponham pelo menos durante o tempo de arco do primeiro.
Chave de reversão do motor ou dois contatores?
Ambas as abordagens são comuns e se adequam a diferentes tarefas. A escolha depende principalmente da frequência com que a direção muda e de quem está operando o equipamento.
| Interruptor da câmera de ré | Dois contatores | |
|---|---|---|
| Interlock | Mecânico, integrado ao mecanismo | Mecânica e elétrica, adicionadas pelo fabricante do painel |
| Operação | Manual, local | Controle remoto, por meio de um PLC ou botões |
| Tempo morto | Fornecido pela posição “desligado” | É necessário um temporizador ou um relé de intertravamento |
| Frequência de comutação | Ocasional, no ritmo do operador | Frequente, automatizado |
| Posição visível | Sim, está impresso na placa da alça | Não, a menos que sejam instaladas luzes indicadoras |
| Melhor para | Guindastes, portas, configuração de máquinas, testes de manutenção | Ciclos de produção, sequências automáticas |
Um interruptor de came é um dispositivo manual, e isso o limita. Ele não foi projetado para um ciclo de reversão a cada poucos segundos; para isso, os contatores com intertravamento são a solução adequada. Nos casos em que a direção muda algumas vezes por turno, ou quando o operador precisa ver e sentir qual direção está selecionada, o interruptor é mais simples e apresenta menos pontos de falha.
Por que duas fases e não três?
Inverter a rotação de um motor trifásico significa alterar a ordem em que as fases chegam aos enrolamentos. Trocar quaisquer duas fases produz essa mudança. Trocar todas as três não produz: L3-L2-L1 é a mesma ordem cíclica que L1-L2-L3, apenas começando de um ponto diferente, de modo que o motor continua girando na mesma direção.
Isso não é uma questão teórica. Todos os anos, algumas instalações são conectadas com as três fases cruzadas no disjuntor — geralmente porque os terminais foram conectados na ordem errada durante uma substituição — e o sintoma é uma máquina que só inverte o sentido de rotação no papel. A alavanca indica “reverso”, o contator é acionado e o motor gira para frente.
Os motores monofásicos são um caso à parte. Não há sequência de fases a ser trocada; portanto, a reversão é feita invertendo as conexões do enrolamento de partida em relação ao enrolamento de marcha, o que é uma alteração realizada dentro da caixa de terminais do motor, e não no comutador. Um comutador trifásico de reversão não é o dispositivo adequado para essa função.
O bloqueio interno de um interruptor de reversão de motor
Um comutador de inversão de marcha para motores possui um intertravamento mecânico: o mecanismo impede que os conjuntos de contatos de marcha à frente e à ré sejam fechados ao mesmo tempo. Essa é uma característica do comutador e é a razão pela qual um comutador de came é mais seguro do que um par de contatores na mesma aplicação.
Mas o intertravamento é um mecanismo, e os mecanismos podem ser forçados. Quando o interruptor de reversão alimenta dois contatores em vez de alimentar diretamente o motor — um arranjo comum em acionamentos maiores —, os contatores também precisam de seu próprio intertravamento elétrico, conectado de forma que a bobina de avanço seja alimentada por meio de um contato auxiliar normalmente fechado no contator de reversão e vice-versa. Um intertravamento protege contra o desgaste do mecanismo; o outro protege contra alguém com uma chave de fenda.
Há mais dois pontos a serem considerados em relação ao intertravamento. A posição “desligado” deve ser acionada deliberadamente, e não ignorada ao girar a alavanca rapidamente — em um motor de grande porte, a força eletromotriz residual (FEM) permanece presente por um instante após a remoção da alimentação, e a reversão nessa situação produz um pico de corrente muito acima da corrente de partida. Além disso, um chave de reversão nunca deve ser usado como único meio de isolamento; trata-se de um dispositivo de controle, não de um isolador bloqueável, a menos que tenha sido especificamente projetado como uma combinação dos dois.
Dimensionamento de um comutador de inversão de rotação para serviço em motores
O valor que importa em um comutador de inversão de marcha é a potência nominal do motor, e não a corrente térmica. Um comutador com capacidade para 20 A em operação contínua pode se comportar de maneira muito diferente quando precisa desligar um motor em bloqueio.
| Figura na ficha técnica | O que isso significa | Por que isso é importante neste contexto |
|---|---|---|
| Ith (corrente térmica) | Corrente contínua, sem comutação | O maior número e o menos relevante para uma obrigação de reversão |
| AC-3 / AC-23 | Carga do motor, incluindo o rotor em bloqueio | A classificação que determina se os contatos serão mantidos |
| Tensão nominal de operação | A tensão na qual a classificação se aplica | Uma tensão nominal de 690 V não é igual a uma de 400 V |
| Vida mecânica | Operações sem carga | Raramente é o limite; geralmente, o retentor é o primeiro a falhar |
A corrente de partida do motor é normalmente de cinco a sete vezes a corrente nominal, e um motor em bloqueio consome ainda mais. Um interruptor de reversão de motor que é aberto enquanto o motor ainda está girando precisa interromper essa corrente, e não a corrente indicada na placa de identificação. Se a tarefa envolver parar um motor sob carga por meio da reversão — ou seja, bloqueando-o —, o interruptor é um dispositivo totalmente inadequado, sendo necessário um arranjo adequado de contatores de reversão com um temporizador.
Para os fabricantes de painéis aos quais fornecemos nossos produtos, essa é a diferença entre especificar uma estrutura LW26 ou LW40 com base apenas na corrente térmica e especificá-la com base na corrente AC-3, o que geralmente implica um ou dois tamanhos a mais na estrutura.
Como fazer a instalação elétrica de um interruptor de reversão de motor
- Identifique os três pares de pólos. Um comutador reversor de três pólos possui três terminais de entrada e três terminais de saída por direção. Com um medidor, verifique quais pares de entradas correspondem a quais saídas em cada posição antes de conectar qualquer coisa.
- Conecte a alimentação aos terminais de entrada dianteiros. Identifique-os como L1, L2, L3 e mantenha a ordem consistente com o restante do painel.
- Conecte o motor à saída. U, V, W na mesma ordem que a entrada direta, de modo que a direção direta seja uma conexão direta e a reversa seja o único estado cruzado.
- Cruze apenas as duas externas. No verso, L1 vai para W e L3 vai para U; L2 permanece em V. Cruzar os três é o erro clássico.
- Verifique a direção antes de ligar a máquina. Desconecte a carga acionada ou realize um teste de impulso — uma breve ativação com o motor desacoplado. Não teste a rotação com a máquina conectada: uma esteira transportadora ou uma bomba funcionando em sentido contrário pode causar danos ao processo ou ao produto.
- Verifique o intertravamento manualmente. Com o painel desligado, tente mover a alavanca da posição “avançar” para a posição “reverso” lentamente; o mecanismo deve forçá-la a passar pelo ponto de parada “desligado”, em vez de permitir que os dois conjuntos se fechem.
Se o motor girar na direção errada na posição de avanço, troque duas das fases de alimentação nos terminais de entrada e faça o teste novamente. Não troque os fios do motor, pois isso inverte ambas as direções e desrespeita as indicações das etiquetas.
Quando se utiliza um comutador de reversão de motor
Talhas e equipamentos de elevação. Para cima e para baixo, com uma posição de desligamento mecânica entre elas e uma alavanca que o operador pode ver e sentir. O interruptor geralmente é montado na máquina ou em um painel de comando suspenso, e o tempo de resposta é importante porque um guincho que inverte a direção instantaneamente aplica uma carga de choque no cabo.
Portas enroláveis, persianas e portões. Geralmente, trata-se de um interruptor reversor com retorno por mola, em vez de um interruptor de contato permanente, de modo que a porta pare quando o operador soltar a alça. Essa é uma escolha deliberada de segurança, e não uma questão de conveniência.
Operação de ajuste e manutenção da máquina. Um interruptor de reversão no painel permite que o operador mova uma corrediça ou um carro em qualquer direção durante o ajuste do equipamento. Nesse caso, o interruptor é utilizado de forma intermitente, e a posição mecânica de desligamento é a característica funcional.
Pequenas esteiras transportadoras, misturadores e guinchos. Nos casos em que a direção muda ocasionalmente e o motor é pequeno o suficiente para que o interruptor possa interromper a corrente diretamente, um interruptor de reversão com came elimina a necessidade de um conjunto completo de contatores no painel.
Cinco erros comuns com interruptores de reversão de motor
- Passando por todas as três fases. O motor funciona em marcha à frente em ambas as posições, e a falha só é detectada observando-se a máquina, e não o interruptor.
- Dimensionamento com base na corrente térmica. Um disjuntor com classificação térmica de 20 A pode ser um disjuntor para motor de 8 A na categoria AC-3; os contatos sofrem corrosão e, eventualmente, fundem-se.
- Utilização de um interruptor de inversão de marcha do motor como isolador. A menos que o dispositivo possa ser travado e seja classificado como isolador, ele é um dispositivo de controle e não um ponto de isolamento para manutenção.
- Contar com o intertravamento do interruptor quando os contatores estiverem a jusante. Os contatores precisam de seu próprio intertravamento elétrico; o mecanismo do interruptor não é capaz de protegê-los.
- Inverter o sentido de rotação de um motor sob carga para pará-lo. A conexão direta gera correntes muito superiores à capacidade nominal do interruptor. Utilize um sistema de frenagem adequado.
PERGUNTAS FREQUENTES
Como funciona um comutador de inversão de marcha de motor?
Ele conecta o motor à alimentação em duas sequências de fases diferentes. No sentido direto, a sequência é L1-L2-L3, e no sentido reverso, L1-L3-L2, com uma posição desligada entre elas, na qual todos os pólos estão abertos.
Por que, para dar ré, basta trocar apenas duas fases?
Isso porque alterar a ordem de quaisquer duas fases inverte o campo rotativo. Trocar todas as três gera a mesma ordem cíclica, de modo que o motor continua girando na mesma direção.
Posso usar um interruptor de reversão em vez de dois contatores?
Sim, para reversões manuais e ocasionais, nas quais há um operador presente. Para reversões frequentes ou automáticas, dois contatores intertravados são a escolha correta, pois o interruptor não foi projetado para uma alta frequência de ciclagem.
Qual é a potência nominal necessária para um interruptor de reversão?
Observe a potência nominal do motor AC-3 ou AC-23 na sua tensão de alimentação, e não a corrente térmica. A corrente de partida é várias vezes maior que a corrente nominal, e o disjuntor precisa interrompê-la.
Por que meu motor funciona da mesma maneira nas duas posições?
As três fases estão cruzadas, e não duas. Verifique os terminais do verso: apenas os dois externos devem estar trocados.
É possível usar um inversor de marcha em um motor monofásico?
Não serve para inversão de marcha. A inversão de marcha de um motor monofásico é feita alterando-se as conexões do enrolamento de partida dentro da caixa de terminais do motor, e não trocando as fases da alimentação no interruptor.
Um interruptor de reversão precisa de um temporizador?
Não. A posição mecânica de desligamento proporciona o tempo morto entre as direções. Um sistema de reversão baseado em contatores precisa de um temporizador ou relé de intertravamento para evitar sobreposição.
Posso travar um interruptor de reversão na posição “desligado”?
Somente se o dispositivo for equipado com uma alça que possa ser trancada com cadeado ou com um bloqueio de porta. Um interruptor de reversão comum não possui recurso de bloqueio, portanto, não pode servir como ponto de isolamento para manutenção.
Verifique a classificação e a ordem de travessia
Há duas causas para quase todos os problemas com comutadores de inversão de marcha de motores: um comutador dimensionado para o número errado e um lado de inversão com as três fases cruzadas, em vez de duas. Ambas são fáceis e baratas de verificar em bancada, mas caras de detectar durante o comissionamento.
A configuração de reversão está disponível em toda a Série LW26 e o Série LW40, e as opções de montagem e invólucro estão na páginas sobre chaves rotativas e isoladores. Se você estiver escolhendo entre um interruptor de reversão e um seletor de três posições, o Guia de seleção de tipos de interruptores rotativos explica como as modalidades de contato diferem, e o mecanismo de comutação da câmera explica o que o eixo está fazendo lá dentro.
Envie-nos a potência nominal do motor, a tensão de alimentação e a frequência com que a direção muda, e nós lhe informaremos o tamanho do quadro em AC-3, o número de pólos e o tipo de montagem, em vez de indicarmos um interruptor escolhido com base na corrente térmica.