Tipos de interruptores rotativos: um guia de seleção para fabricantes de painéis

A escolha entre os tipos de interruptores rotativos costuma ser vista como uma questão de aparência, e é aí que a montagem dos painéis dá errado. Um seletor, um interruptor de came, um isolador de carga e um comutador podem compartilhar o mesmo eixo de 22 mm, o mesmo aro quadrado e a mesma alavanca. O que os diferencia não é o corpo. É a disposição dos contatos, o ângulo de comutação e a categoria de utilização para a qual o dispositivo foi efetivamente testado.

Os tipos de interruptores rotativos abaixo são classificados de acordo com o que controlam, e não pela aparência, e a seleção segue a ordem em que o projetista de painéis precisa tomar as decisões: o que o interruptor deve fazer, quantos circuitos deve controlar, quantas posições precisa ter, que tipo de carga irá interromper e como será montado. Cada seção termina com o número relevante na ficha técnica, para que você possa passar de um requisito funcional para o código do modelo sem precisar adivinhar.

Os cinco tipos de interruptores rotativos e para que serve cada um deles

A maioria das linhas de produtos do catálogo, incluindo as séries LW26 e LW40, é baseada no mesmo princípio mecânico: um eixo aciona uma pilha de cames, e cada came abre ou fecha seu próprio bloco de contatos à medida que o eixo gira. O tipo é definido pela função para a qual esses contatos estão configurados.

A distinção entre os dois primeiros tipos de interruptores rotativos é a que costuma ser mais confusa. Um interruptor seletor é escolhido com base na etiqueta no painel; um interruptor de came é escolhido com base na sequência indicada no desenho. Se o desenho mostrar os contatos fechando em uma ordem específica à medida que a alavanca passa por cada posição, você está especificando um interruptor de came, independentemente de a alavanca se parecer com um seletor ou não. O Comparação entre interruptor rotativo e interruptor seletor aborda esse limite com mais detalhes.

Entendendo os tipos de chaves rotativas: pólos, posições e contatos

Todas as fichas técnicas de interruptores rotativos apresentam três números que são fáceis de confundir e cuja confusão pode custar caro.

• Postes — quantos circuitos distintos o interruptor pode suportar ao mesmo tempo. Um interruptor de 3 pólos suporta três fases; um de 4 pólos inclui o neutro ou uma quarta fase.
• Posições — quantas posições a alavanca possui. Um interruptor de duas posições é do tipo ligado/desligado; um comutador de três posições possui I, 0 e II.
• Contatos por cargo — quantos blocos de contato se fecham ou se abrem a cada posição de retenção. É isso que o diagrama de contatos descreve, e é nesse ponto que um interruptor de came difere de um seletor simples.

Um erro comum na especificação é classificar os interruptores por pólos e posições, ignorando o terceiro número. Dois interruptores de 3 pólos e 3 posições podem se comportar de maneira completamente diferente: um pode fechar todos os três pólos em todas as posições, enquanto o outro pode fechá-los em sequência, com um intervalo neutro entre eles. Somente o diagrama de contatos indica qual é o caso.

Ângulo de comutação, “Break-Before-Make” e “Make-Before-Break”

O ângulo entre os encaixes determina o deslocamento que a alavanca precisa percorrer a cada passo e define se o operador pode selecionar uma posição pelo tato. Os valores comuns são 30°, 45°, 60° e 90°. Um interruptor de 30° permite incluir mais posições na mesma rotação, o que é adequado para seleção em várias etapas; um interruptor de 90° é mais fácil de identificar rapidamente em um painel com duas posições.

Mais importante do que o ângulo é o que acontece entre duas vagas.

Break-before-make (BBM) abre o contato de saída antes que o contato de entrada seja fechado. Há um breve momento em que não há conexão alguma. Esse é o comportamento exigido para um comutador, para uma transferência de fonte e para qualquer comutador que conduza uma carga: as duas fontes nunca devem ficar conectadas entre si, nem mesmo por uma fração de segundo.

Make-before-break (MBB) fecha o contato de entrada antes de abrir o de saída, de modo que o circuito nunca é interrompido. Isso parece mais seguro do que realmente é. Em um comutador, isso cria um curto-circuito entre duas fontes. O MBB deve ser utilizado em circuitos de medição específicos, principalmente nos circuitos secundários de transformadores de corrente, onde um circuito aberto durante a transferência pode gerar uma tensão perigosa nos terminais do TC.

Se a comutação for entre duas fontes de alimentação, especifique o BBM e confirme por escrito. Se o comutador for um comutador de degraus em um circuito de medição, a exigência de “fecho antes da abertura” geralmente é indicada na ficha técnica do instrumento, e não no catálogo do comutador. O comportamento de curto-circuito e sem curto-circuito dos comutadores de degraus é abordado separadamente em curto-circuito e ausência de curto-circuito no seletor rotativo.

Adaptação do disjuntor à categoria de carga

É aqui que se origina o maior número de pedidos incorretos. Um interruptor rotativo com classificação de 100 A não é um interruptor de 100 A sob qualquer carga. A norma IEC 60947-3 divide as condições de operação em categorias de utilização, e o mesmo dispositivo suporta uma corrente menor em uma categoria mais exigente.

O sufixo é tão importante quanto a categoria. A significa que o dispositivo foi verificado para uso frequente; B significa operação pouco frequente, normalmente para fins de isolamento durante a manutenção. Um interruptor marcado como AC-23B não substitui um AC-23A quando o operador o utiliza em todos os turnos.

A seguir, três regras práticas:

1. Leia o valor atual na linha correspondente à categoria que você realmente precisa, e não o valor indicado no título da capa do catálogo.
2. Se um alimentador abastecer um motor, considere-o como AC-23, mesmo que o interruptor seja normalmente acionado sem carga. Em algum momento, alguém irá acioná-lo sob carga.
3. Nunca utilize um seccionador puro (AC-20) como interruptor de carga. Um dispositivo sem um sistema de extinção de arco provocará a soldagem de seus contatos na primeira vez em que abrir um circuito energizado.

A proteção contra curto-circuito é, mais uma vez, uma questão à parte. Um seccionador possui uma capacidade de resistência de curta duração e uma capacidade de fechamento em caso de curto-circuito, e esses parâmetros descrevem o que ele é capaz de suportar até que o dispositivo a montante elimine a falha. Nenhum desses parâmetros significa que o seccionador possa interromper uma corrente de falha. Essa continua sendo a função do fusível ou do disjuntor.

Montagem, caixa e proteção contra a penetração de corpos estranhos

A forma de montagem é geralmente determinada pelo painel, e não pelos requisitos elétricos, e é importante definir isso antes da elaboração do projeto-padrão.

• Montagem em painel — a configuração padrão: um eixo central que passa por um orifício redondo, fixado por parafusos nos cantos da placa frontal. Oferece o maior suporte mecânico para uma alça grande.
• Montagem com um único orifício — um orifício redondo, fixado pela parte de trás. Mais rápido de instalar e a escolha mais comum quando o espaço no painel é limitado.
• Montagem em trilho DIN — uma versão com base que se encaixa no trilho TS35, utilizada quando o interruptor fica dentro do gabinete, em vez de na porta.
• Bloqueio de porta — um interruptor montado na base com um mecanismo que impede a abertura da porta enquanto o interruptor estiver ligado, ou que impede o fechamento do interruptor enquanto a porta estiver aberta. É comum em painéis de máquinas e bombas.
• Compartimento vedado — uma caixa com classificação IP65 instalada de fábrica para ambientes externos, sujeitos a lavagem ou com poeira.

A proteção contra a entrada de corpos estranhos (IP) se refere ao invólucro, e não ao mecanismo do interruptor. Um interruptor padrão para montagem em painel, instalado atrás de uma porta com vedação, atinge a classificação da porta; o mesmo interruptor em uma estrutura aberta, porém, não. Para trabalhos com bombas e sistemas de climatização em ambientes externos, a lógica de seleção está definida em Como escolher um isolador rotativo para bombas e sistemas de climatização, que aborda o tema do compartimento e do bloqueio com mais detalhes.

Uma sequência de seleção em seis etapas

Seguir essa ordem evita o ciclo de reordenamento mais comum, que começa com uma imagem do catálogo e termina com um comutador que não consegue interromper a carga.

1. Defina a função. Seleção de modo, comutação de carga, isolamento, transferência de fonte ou seleção de etapa. Um interruptor só consegue realizar bem uma dessas funções.
2. Conte os circuitos. Pólos para as fases e o neutro, além de quaisquer contatos auxiliares necessários ao circuito de controle.
3. Defina as posições e o ângulo. Quantos pontos de parada existem, se um deles deve ser a posição desligada e se a alavanca deve ser identificável à primeira vista.
4. Defina a carga e a categoria. Utilize a corrente AC-21, AC-22 ou AC-23 para a carga real e confirme o sufixo A ou B de acordo com a frequência com que o interruptor será acionado.
5. Escolha o tipo de montagem. Painel, furo único, trilho DIN, intertravamento de porta ou caixa vedada, além do requisito de proteção IP do local.
6. Adicione os acessórios. Contatos auxiliares para feedback de status, ferrolho para cadeado, acionamento por chave, placa de aviso e a tampa dos terminais, caso o painel seja acessível.

Ao final da etapa seis, você deve ter em mãos uma sequência modelo, e não apenas uma descrição. Se um fornecedor não conseguir transformar as seis respostas em um código, a ficha técnica estará incompleta.

Onde geralmente ocorrem erros na seleção de interruptores rotativos

• Comprar com base nas notícias do momento. Uma classificação de 63 A AC-21 pode cair para 32 A ou menos sob a classificação AC-23 na mesma tensão. Para fins práticos, as duas classificações correspondem a produtos diferentes.
• Supondo que um seletor seja um interruptor de came. Se o desenho mostrar uma sequência, é o gráfico de contato que determina a peça, e não o estilo da alça.
• Ignorando a regra “break-before-make” durante uma troca. A falha não é visível no banco de testes; ela se manifesta como um clarão ou como o disparo de um dispositivo a montante na primeira vez que o operador realiza a transferência sob carga.
• Utilização de um isolador como seccionador de carga. Os dispositivos AC-20 não possuem controle de arco. Desligar um deles sob carga danifica os contatos e, em uma unidade com caixa metálica, pode ser perigoso.
• Esquecer o polo neutro. Uma carga trifásica com neutro comutado requer quatro pólos; dois dispositivos separados anulam o ponto único de isolamento.
• Especificação do ângulo após a perfuração do painel. O ângulo determina o arco da alça e o espaço que ela abrange. Alterá-lo posteriormente significa trocar a placa frontal.

PERGUNTAS FREQUENTES

Qual é a diferença entre um interruptor rotativo e um interruptor de came?

Um interruptor rotativo pertence à família geral dos interruptores: um eixo girado por uma alavanca para selecionar uma posição. Um interruptor de came é um interruptor rotativo cujos contatos são acionados por cames moldados em uma sequência definida. Todo interruptor de came é um interruptor rotativo; porém, nem todo interruptor rotativo possui uma sequência de contatos que valha a pena descrever.

Um interruptor rotativo pode ser usado como isolador principal?

Somente se for um seccionador-desconectador adequado para essa função. Um desconectador puro está limitado à operação sem carga. Para um isolador principal que também interrompa a corrente de funcionamento, especifique um seccionador-desconectador AC-23A e confirme a função de isolamento na posição aberta.

O que significa “AC-23A” em um seletor rotativo?

Isso significa que o dispositivo foi testado para cargas de motor e altamente indutivas (AC-23) e está certificado para operação frequente (sufixo A). A corrente nominal indicada para AC-23A é inferior à classificação AC-21 do mesmo dispositivo.

Quantas posições um seletor rotativo pode ter?

A faixa prática vai de dois a doze, com um ângulo de 30° ou 45° entre os pontos de travamento nas contagens mais altas. A partir de quatro ou cinco posições, o arco da alavanca se torna grande e a etiqueta do painel precisa ser projetada levando isso em consideração.

Devo usar “break-before-make” ou “make-before-break”?

Utilize o princípio “desligar antes de ligar” para qualquer transferência ou comutação de fonte, de modo que duas fontes de alimentação nunca fiquem conectadas. Utilize o princípio “ligar antes de desligar” apenas quando o circuito não puder ser interrompido, como no caso do secundário de um transformador de corrente. Não especifique o princípio “ligar antes de desligar” em uma comutação sem verificar o que ela conecta.

É necessário um interruptor de 4 pólos para uma carga monofásica?

Não. Uma carga monofásica precisa de, no máximo, dois pólos: linha e neutro. Quatro pólos são destinados a circuitos trifásicos mais o neutro, ou para controlar dois circuitos monofásicos distintos por meio de uma única alavanca.

Transformando a seleção em um código-modelo

Os tipos de interruptores rotativos são mais fáceis de selecionar e encomendar, uma vez definida a ordem de decisão: primeiro a função, depois os circuitos, em seguida as posições e o ângulo, depois a categoria de carga e, por fim, a montagem. A maior parte do custo de um pedido incorreto não se deve ao próprio interruptor, mas ao retrabalho no painel que ele exige.

A Cantak fabrica a série LW26, com faixas de 10 A a 315 A, nas versões para painel, com um único orifício, para trilho DIN e com intertravamento de porta, com a tabela de contatos fornecida para cada posição, além da linha LW40 multicamadas para controle de máquinas, nas quais vários circuitos precisam ser comutados em sequência em um único eixo. Ambas estão listadas com suas opções de pólos e posições no Chave rotativa da série LW26 e Chave rotativa da série LW40 páginas.

Caso ainda não exista uma tabela de contatos para a sequência de que você precisa, envie o diagrama de comutação com o número de pólos, as posições e a categoria de carga, e nossos engenheiros confirmarão a disposição dos cames antes de você fazer o pedido. A linha completa, incluindo as séries de isoladores e botões que seguem o mesmo padrão de painel, está disponível no catálogo de produtos.