Monofásica ou trifásica: quantos kW e amperes são precisos mesmo

Até cerca de 2,2 kW de motor a 230 V monofásica aguenta. Acima disso é preciso a trifásica 400 V ou um variador de frequência.Um contador doméstico de 3 kW dispara acima de 3,3 kW consumidos e, no arranque, um motor absorve 5 a 8 vezes a corrente nominal. É o motivo pelo qual uma máquina de 2,2 kW pode fazer disparar uma instalação que, no papel, a suportaria. Distribuidores oficiais desde 2007, vendemos máquinas de 0,15 a 11 kW: este é o guia que usamos para responder à pergunta que mais nos chega.

A pergunta chega quase sempre da mesma forma. Tenho os 220 na garagem, consigo alimentar esta máquina?

A regra prática que usamos na fase de orçamento é esta. Até 2,2 kW de potência de motor a monofásica 230 V funciona. Entre 2,2 e 4 kW há uma zona de fronteira, onde conta mais o tipo de trabalho do que o número da chapa. Acima de 4 kW é preciso a trifásica 400 V, sem alternativas práticas.

O limite não é arbitrário. Uma carga de 6 kW em monofásica a 230 V absorve cerca de 26 A: nenhuma tomada doméstica e nenhum contador civil o suporta. A mesma carga em trifásica a 400 V distribui-se por três fases e desce para cerca de 8,7 A por fase.

Há também um condicionalismo do distribuidor. Acima de 6 kW de potência contratada o fornecimento monofásico deixa de ser concedido: passa-se à trifásica por razões técnicas de rede.

As fórmulas são duas e mudam consoante a alimentação.

Em monofásica: amperes = watts a dividir por (volts × cos φ). Com 230 V e cos φ 0,8, um motor de 1,5 kW absorve cerca de 8,2 A.

Em trifásica: amperes = watts a dividir por (1,732 × volts × cos φ). O mesmo motor de 1,5 kW a 400 V absorve cerca de 2,7 A por fase.

O fator 1,732 é a raiz de 3 e vem da geometria das três fases. É a razão pela qual a trifásica, à mesma potência, pede muito menos corrente por condutor.

Para uma conta rápida de cabeça: em monofásica a 230 V os kW são aproximadamente os amperes a dividir por 5; em trifásica a 400 V, os amperes a dividir por 2. São aproximações de oficina, não valores de projeto.

O regulador italiano ARERA escreve-o de forma explícita: com uma potência contratada de 3 kW, que é a da maioria das habitações italianas, o contador dispara quando se consomem instantaneamente mais de 3,3 kW. A margem é de 10 por cento sobre a potência contratada.

Acima desse limiar os contadores eletrónicos toleram uma sobrecarga limitada no tempo antes de atuarem, mas é uma tolerância pensada para os transitórios, não para o funcionamento contínuo de uma máquina.

Traduzido na prática: com 3 kW de contrato uma desengrossadora-plaina de 2,2 kW arranca e trabalha. Uma de 3 kW não, porque entre consumo e arranque ultrapassa de forma estável a margem.

Este é o ponto onde falha a maioria dos cálculos feitos no papel.

No arranque um motor assíncrono absorve 5 a 8 vezes a corrente nominal, com picos iniciais que podem chegar a 10 ou 12 vezes. Nos motores monofásicos a relação é ainda mais alta, porque o binário de arranque é baixo e o motor permanece mais tempo na fase crítica.

Um motor de 2,2 kW que em regime absorve cerca de 12 A em monofásica pede entre 60 e 96 no arranque, durante alguns segundos. O contador vê esse pico.

O caso mais frequente é o compressor. Quem o arranca com o reservatório em pressão faz o motor partir sob carga, e aí o arranque é máximo. É o motivo pelo qual um compressor de 2 CV faz disparar uma instalação que suporta sem problemas uma plaina da mesma potência.

Três sistemas reduzem o arranque. O arranque estrela-triângulo baixa corrente e binário para cerca de um terço, mas exige um motor trifásico e faz sentido em máquinas médias e grandes. O arrancador suave acompanha a subida com uma rampa. O variador é a solução mais eficaz numa máquina de oficina, porque junta arranque suave e regulação das rotações.

É a solução mais discutida nas oficinas italianas, e funciona. O variador monofásico-trifásico retifica os 230 V da rede e reconstrói um sistema trifásico a 230 V entre fases, regulando-lhe a frequência.

A primeira verificação faz-se na chapa do motor. Deve indicar 230/400 V com os símbolos triângulo e estrela: significa 230 V em triângulo, e é a configuração necessária. Se a chapa disser 400/690 V, o motor não pode ser alimentado a 230 V e o variador monofásico não é utilizável.

A segunda regra é o dimensionamento. O variador escolhe-se maior do que o motor, porque com entrada monofásica a corrente no barramento interno é mais alta. Para um motor de 2,2 kW escolhe-se um variador de 3 kW.

Terceiro ponto, muitas vezes descurado. Os motores autoventilados arrefecem menos a baixas rotações, porque a ventoinha está calada no veio. Se a máquina trabalha muito tempo a velocidade reduzida sob carga, é precisa uma ventilação forçada independente.

No plano da segurança: a jusante de um variador o diferencial do tipo AC pode não detetar um defeito com componente contínua. Numa instalação monofásica é preciso um diferencial do tipo F, numa trifásica do tipo B. A intervenção deve ser executada ou validada por um eletricista habilitado, e em Itália a linha dedicada exige a declaração de conformidade prevista pelo DM 37/2008 italiano.

O conversor de fase rotativo gera a terceira fase com um motor em vazio e alguns condensadores. É robusto, dura décadas e pode alimentar várias máquinas se for dimensionado com margem. Ocupa espaço e é ruidoso.

O condensador permanente faz girar um motor trifásico em monofásica, mas corta o binário disponível e aumenta o consumo. Nas máquinas-ferramenta, onde o binário é preciso exatamente no momento do corte, os eletromecânicos desaconselham-no.

A substituição por um motor monofásico continua a ser a escolha mais direta quando não é preciso regular as rotações e a potência fica abaixo de 2,2 kW. Custa menos do que um variador, mas um monofásico rende menos do que um trifásico de igual chapa e aquece mais em serviço contínuo.

Os fabricantes declaram os kW, quase nunca os amperes. Calculámos a corrente absorvida a partir das potências de chapa dos modelos que distribuímos, com cos φ 0,8. São estimativas de referência, não dados de chapa: a corrente real deve ler-se na chapa de características da máquina.

A leitura útil é a do limiar. Abaixo de 1,8 kW todo o catálogo é monofásico; acima de 2,1 kW é quase tudo trifásico. No meio está a faixa onde a escolha é real.

Na mesma máquina a diferença é mensurável. A desengrossadora-plaina Bernardo PT 260 custa 1 122,40 € na versão 230 V e 1 415,20 € na versão 400 V: 292,80 € de diferença para a mesma largura de trabalho.

Na serra de fita Bernardo HBS 400 N a diferença entre as duas versões desce para 30,40 €, ao passo que na HBS 400 base o preço é idêntico. Depende do modelo, não há uma regra.

Depois há o custo da ligação. Para uma oficina com número de contribuinte, que entra no uso não doméstico, a contribuição do regulador italiano ARERA pelo aumento de potência é de 77,49 € por kW adicional mais 23 € de contribuição fixa, IVA excluído. Na fatura cada kW de potência contratada pesa cerca de 26 € por ano.

Levar uma oficina de 6 para 15 kW custa, portanto, algumas centenas de euros de ativação e cerca de 230 € por ano de termo de potência. Com o mesmo consumo o preço do kWh não muda entre monofásica e trifásica.

Pela nossa experiência, três informações evitam noventa por cento dos problemas.

A potência contratada real, não a presumida: lê-se no contador ou na fatura. Se a máquina for trifásica, a disponibilidade efetiva das três fases no local onde vai ser instalada, que nem sempre coincide com a do contador. E o tipo de trabalho, porque uma máquina que arranca e para continuamente sujeita a instalação a muito mais esforço do que uma que gira oito horas seguidas.

O conselho que dou mais vezes: se tem a trifásica na oficina, use-a também para máquinas que existiriam em monofásica. Um motor trifásico de igual chapa rende mais, aquece menos e dura mais. E no dia em que revender a máquina, o mercado profissional de usados procura a trifásica.

Sandra Gaspar, fundadora da Krollit

Para escolher a máquina com a alimentação certa pode partir dos tornos para metal, das desengrossadoras-plainas ou dos sistemas de aspiração. Para os compressores, onde o arranque é o fator crítico, a categoria é ar comprimido.