Um comutador estrela-triângulo altera a conexão de um motor de seis terminais de estrela para triângulo durante a aceleração, de modo que o motor dê a partida com tensão reduzida e, em seguida, funcione com tensão total. Na conexão em estrela, cada enrolamento recebe a tensão de fase; na conexão em triângulo, cada enrolamento recebe a tensão de linha. Essa única alteração é o que reduz a corrente de partida e também o que limita o uso do comutador a motores que sejam adequadamente enrolados para isso.
O interruptor é apenas parte do sistema. Uma partida em estrela-triângulo requer uma transição que ocorra na velocidade correta, na ordem correta, com uma pausa antes que a segunda conexão seja feita. Se o interruptor estiver correto, mas a transição estiver errada, o motor ainda assim terá uma partida ruim.
Por que um motor arranca em conexão em estrela
Um motor de seis terminais leva ambas as extremidades de cada enrolamento até a caixa de terminais: U1, V1, W1 em uma extremidade e U2, V2, W2 na outra. É essa disposição que torna possível a conexão estrela-triângulo, pois permite que os três enrolamentos sejam conectados em qualquer uma das configurações sem a necessidade de abrir o motor.
Na conexão em estrela, U2, V2 e W2 se unem em um ponto comum. Cada enrolamento fica, então, entre uma linha e o ponto da estrela, de modo que recebe a tensão de fase do sistema — cerca de 230 V em uma alimentação de 400 V. Na conexão em triângulo, cada enrolamento fica entre duas linhas e recebe a tensão total da linha, de 400 V.
| Estrela (titular) | Delta (em execução) | |
|---|---|---|
| Tensão nos dois lados de cada enrolamento | Tensão de rede ÷ √3, cerca de 230 V | Tensão de rede: 400 V |
| Corrente de partida | Cerca de um terço das vendas diretas pela internet | Corrente total direta em linha |
| Torque de partida | Cerca de um terço das vendas diretas pela internet | Torque total |
| Onde é utilizado | Apenas a aceleração, alguns segundos | Funcionamento contínuo |
Tanto a corrente quanto o torque caem para cerca de um terço, o que constitui a desvantagem. A partida em estrela-triângulo só é adequada quando a carga pode ser acelerada com um terço do torque total — ventiladores, bombas, compressores e cargas semelhantes que partem sem carga ou com carga leve. Um motor que precise partir sob carga total simplesmente travará na partida em estrela e nunca atingirá a velocidade de transição.
O que o interruptor conecta em cada posição
Um comutador estrela-triângulo de três posições possui seis terminais de saída e um conjunto de contatos de comutação. Na posição 1, ele conecta a alimentação a U1, V1 e W1 e une U2, V2 e W2 entre si. Na posição 0, todos os circuitos estão abertos. Na posição 2, ele mantém a alimentação em U1, V1 e W1 e reconecta o segundo conjunto de terminais de modo que cada enrolamento seja em ponte com o seguinte: U2 com V1, V2 com W1 e W2 com U1.
| Posição | Fornecimento para | U2 / V2 / W2 | Tensão do enrolamento |
|---|---|---|---|
| Estrela (1) | U1, V1, W1 | Unidos em um ponto central | Tensão de fase |
| Desligado (0) | Abrir | Abrir | Nenhum |
| Delta (2) | U1, V1, W1 | Conectados em ponte a V1, W1 e U1, respectivamente | Tensão de rede |
Esse esquema de ponte é a parte em que ocorre a conexão incorreta. Na configuração delta, U2 não se conecta a V2 — ele se conecta a V1. As três extremidades estão conectadas em cruz, e não em estrela, e conectá-las na ordem errada resulta em ausência de rotação ou em um curto-circuito nos enrolamentos.
Comutador estrela-triângulo ou acionador estrela-triângulo?
O interruptor e o acionador desempenham a mesma função elétrica por meios diferentes e são adequados para painéis distintos.
| Comutador estrela-triângulo | Partida estrela-triângulo (contatores) | |
|---|---|---|
| Transição | Manual, com temporização definida pelo operador | Automático, com temporizador ou relé de corrente |
| Interlock | Mecânico, no interruptor | Elétrico e mecânico, entre contatores |
| Repetibilidade | Depende da operadora | Consistente |
| Controle remoto | Não | Sim |
| Melhor para | Motores pequenos, controle local, partida ocasional | Equipamentos de produção, fábrica sem supervisão |
Um comutador manual estrela-triângulo depende da avaliação do operador para determinar quando mover a alavanca, e essa avaliação é o ponto fraco. Se for muito cedo, o motor trava ou sofre um segundo pico de corrente; se for muito tarde, o motor já terá acelerado com torque reduzido, o que desperdiça a partida. O comutador é adequado para motores pequenos, nos quais há uma pessoa operando diretamente no painel; qualquer sistema automático requer um acionador por contator.
A comutação deve ser interrompida antes da ativação
A transição da configuração em estrela para a configuração em triângulo deve ser interrompida antes de ser iniciada. Se os contatos do delta de entrada se fecharem enquanto o ponto da estrela ainda estiver conectado, duas linhas entrarão em curto-circuito através do ponto da estrela, e a corrente resultante será limitada apenas pela impedância da fonte de alimentação.
É por isso que um comutador estrela-triângulo possui uma posição desligada definida no meio, em vez de uma simples comutação. A sequência é: abrir o ponto em estrela, aguardar até que o arco se extinga e, em seguida, fechar o triângulo. Um comutador de came realiza isso mecanicamente; um acionador por contator realiza isso com um temporizador e um intertravamento, de modo que o contator em estrela seja desligado antes que o contator em triângulo seja acionado.
O mesmo raciocínio explica por que um comutador estrela-triângulo nunca pode ser substituído por um comutador de alternância. Um comutador de alternância possui as mesmas três posições, mas sua sequência de contatos foi projetada para duas fontes alimentando uma carga, e não para reconfigurar três enrolamentos. O padrão de ponte é diferente e, em um comutador de alternância, a posição do meio pode não abrir todos os seis terminais.
Quando fazer a transição
O motor deve atingir aproximadamente 75 a 80 por cento de sua velocidade de funcionamento antes da transição. Nesse momento, a corrente já diminuiu o suficiente para que a conexão em triângulo não produza um segundo pico de corrente significativo, e o torque disponível na conexão em triângulo é suficiente para concluir a aceleração.
Na prática, isso significa um tempo de temporização de alguns segundos para a maioria dos motores de pequeno e médio porte, ajustado no local por meio da monitorização da corrente. Um relé de corrente realiza essa função de forma mais direta: ele mede a corrente do motor na conexão em estrela e inicia a transição quando a corrente cai para uma fração definida do valor inicial.
É importante conhecer dois modos de falha. Uma transição prematura produz um pico de corrente quase tão grande quanto o de uma partida direta na linha, o que vai contra o objetivo. Uma transição tardia significa que o motor ficou funcionando em conexão em estrela por mais tempo do que deveria, e um motor que ainda está acelerando nessa configuração está consumindo mais corrente do que a potência nominal em estrela permite.
Dimensionamento e fiação do interruptor
- Verifique se o motor está enrolado para isso. A placa de identificação deve indicar uma conexão em triângulo na tensão da rede, normalmente 400 V em triângulo / 690 V em estrela. Um motor marcado como 230 V em triângulo / 400 V em estrela não pode ser ligado em estrela-triângulo em uma alimentação de 400 V.
- Verifique se todos os terminais estão expostos. Seis terminais na caixa, com os conectores removidos. Um motor com apenas três terminais não pode ser reconfigurado.
- Tamanho de acordo com a potência nominal do motor na tensão de alimentação, na categoria de utilização do motor, e não na corrente térmica.
- Land U1, V1, W1 no lado da oferta e U2, V2, W2 no lado do vértice em estrela, mantendo a ordem consistente para que as pontes delta fiquem nos lugares certos.
- Verifique a sequência com um medidor Antes de ligar a alimentação: na configuração em estrela, deve haver continuidade entre U2, V2 e W2; e na configuração em triângulo, deve haver continuidade entre U2 e V1, V2 e W1, W2 e U1.
- Realize o teste com a carga acionada desconectada na primeira vez, e confirme a direção na estrela antes de confiar na transição.
Se o motor girar no sentido contrário, troque duas fases da alimentação nos terminais de entrada. Trocar as extremidades do enrolamento altera simultaneamente o ponto de estrela e as pontes do triângulo, o que torna muito mais difícil entender o que aconteceu posteriormente.
Mais uma observação sobre o próprio comutador: um comutador estrela-triângulo é um dispositivo de interrupção de carga e é aberto sob corrente sempre que o motor é ligado. Essa é uma função diferente da de um isolador, que só pode ser aberto com o circuito desligado. A categoria de utilização indicada na placa de identificação informa qual tipo você possui, e um comutador adquirido com base apenas na corrente térmica pode não ser o adequado para uma aplicação em que ele interrompe a corrente de partida várias vezes por turno.
A partida manual estrela-triângulo também apresenta um limite prático quanto ao tamanho do motor. Acima de aproximadamente 30 kW, a corrente de partida e a energia do arco tornam a transição manual desagradável de se usar e prejudicial aos contatos; é por isso que os acionadores por contator assumem essa função a partir desse ponto. Abaixo desse valor, o interruptor é compacto, não requer fiação de controle e permite que o operador visualize sua posição.
Erros que impedem o funcionamento de uma partida em estrela-triângulo
- O motor não é adequado para ligação estrela-triângulo. É necessário um motor em triângulo de 400 V conectado a uma rede de 400 V; um motor em triângulo de 230 V conectado em estrela a uma rede de 400 V opera com fluxo incorreto e superaquece.
- As pontes Delta foram instaladas na ordem das estrelas. A conexão U2 para V2, em vez de U2 para V1, resulta em um motor que não gira ou que consome corrente de rotor bloqueado na conexão em triângulo.
- Transição sem interrupção. O ponto estrela e a ponte delta se fecharam ao mesmo tempo, causando um curto-circuito entre duas linhas.
- Transição prematura. O pico de corrente é quase igual ao de uma partida direta na rede, e a partida com tensão reduzida não traz nenhum benefício.
- Utilizando um comutador. Ele tem três posições, mas não possui o padrão de contato correto, e a posição do meio pode não abrir todos os terminais.
PERGUNTAS FREQUENTES
Para que serve um comutador estrela-triângulo?
Ele conecta um motor de seis terminais em estrela para a partida e, em seguida, o reconecta em triângulo para o funcionamento, reduzindo a corrente de partida para cerca de um terço da corrente de uma partida direta em linha.
Por que a conexão estrela-triângulo reduz a corrente de partida?
Na conexão em estrela, cada enrolamento recebe a tensão de fase, em vez da tensão de linha — cerca de 58% desta —, de modo que a corrente que passa por cada enrolamento cai para cerca de um terço. O torque diminui na mesma proporção.
Qualquer motor pode ser ligado pelo método estrela-triângulo?
Apenas um motor com seis terminais externos e uma classificação em triângulo que corresponda à tensão de alimentação. Um motor enrolado para 230 V em triângulo não pode ser ligado em estrela-triângulo em uma alimentação de 400 V.
Quando o comutador deve mudar da configuração em estrela para a configuração em triângulo?
A cerca de 75 a 80 por cento da velocidade de funcionamento. Na prática, isso corresponde a um tempo de temporizador de alguns segundos ou a um relé de corrente que aciona a transição quando a corrente de partida diminui.
Posso usar um comutador para a conexão estrela-triângulo?
Não. Um comutador possui três posições, mas um padrão de contatos diferente, projetado para duas fontes que alimentam uma carga. A conexão estrela-triângulo requer que os enrolamentos sejam conectados em cruz na configuração triângulo e unidos em um ponto comum na configuração estrela.
O que acontece se a mudança ocorrer muito cedo?
O motor não acelerou o suficiente; por isso, a conexão em triângulo produz um pico de corrente semelhante ao de uma partida direta em linha, e o motor pode travar em vez de acelerar.
Um comutador estrela-triângulo precisa de um intertravamento?
O interruptor possui um bloqueio mecânico que força a alavanca a passar pela posição “desligado”. Um acionador baseado em contatores necessita de um bloqueio elétrico entre os contatores em estrela e em triângulo, bem como de um temporizador.
A conexão estrela-triângulo ainda é utilizada em instalações modernas?
Sim, em bombas, ventiladores e compressores em que a carga inicia gradualmente. Os acionadores eletrônicos e os soft starters substituíram essa técnica em muitas instalações novas, mas um número muito grande de painéis já existentes ainda utiliza a conexão estrela-triângulo.
Adapte o interruptor ao enrolamento
Um comutador estrela-triângulo é um dispositivo simples que só funciona quando o motor, a disposição dos terminais e a transição estão todos corretos. O comutador em si raramente é o que apresenta falha; geralmente, o problema está nas pontes em triângulo ou na sincronização.
A configuração estrela-triângulo está disponível no Série LW26 e o Série LW40, juntamente com os dispositivos de reversão e comutação, e a linha completa está disponível no páginas sobre chaves rotativas e isoladores. Se você estiver escolhendo entre um interruptor e um acionador de contator, o Guia de seleção de tipos de interruptores rotativos aborda as diferenças entre os acordos de contato e o mecanismo de comutação da câmera explica como a sequência é definida dentro do switch.
Envie-nos a placa de identificação do motor, a tensão de alimentação e se a partida é manual ou automática, e confirmaremos se o motor pode mesmo ser ligado por partida em estrela-triângulo antes de apresentarmos um orçamento para o comutador.