Motor de 1/2 cv em 127 V: fio, disjuntor e partida

1. Quanto o motor puxa funcionando

Meio cavalo-vapor são 367,8 W no eixo. Motores monofásicos pequenos têm rendimento modesto, e por isso a potência elétrica adotada é de 650 W (57 % de rendimento). Com fator de potência 0,8:

I = 650 ÷ (127 × 0,8) = 6,40 A

É uma corrente pequena. Pela capacidade, até um cabo de 1,5 mm² daria conta, mas o mínimo da NBR 5410 para circuitos de força é 2,5 mm². Nos 35 m, a queda em regime fica em 3,17 %: aprovado.

2. O que acontece na partida

Parado, o motor é quase um curto-circuito: só a resistência e a reatância do enrolamento limitam a corrente. Até atingir a rotação, ele pode puxar de 5 a 8 vezes a corrente nominal. Com a suposição de 6 vezes:

I partida ≈ 6,40 × 6 = 38,4 A

Esse pico dura menos de um segundo numa bomba com partida normal, mas é suficiente para:

• derrubar a tensão no cabo, justamente quando o motor precisa de mais torque;
• disparar um disjuntor de curva errada;
• piscar as lâmpadas da casa, se o circuito for longo.

3. Como o motor monofásico parte

Um motor de indução monofásico, sozinho, não tem torque de partida: o campo de um único enrolamento pulsa, mas não gira. Para resolver isso, o motor da bomba tem um enrolamento auxiliar ligado em série com um capacitor de partida, que defasa a corrente e cria o campo girante dos primeiros instantes.

Quando o rotor chega a cerca de três quartos da rotação, uma chave centrífuga (ou um relé, em alguns modelos) desliga o enrolamento auxiliar e o capacitor. A partir daí o motor segue só com o enrolamento principal.

Isso explica dois comportamentos do caso:

• se a tensão estiver baixa, o rotor demora a chegar à rotação de desligamento da chave centrífuga, o capacitor fica mais tempo no circuito e esquenta;
• se a bomba "ronca" e não gira, a causa pode ser tensão baixa, capacitor fraco ou chave centrífuga travada, e só uma medição separa as três.

Por isso a primeira medição a fazer, antes de trocar qualquer peça, é a tensão nos bornes do motor no instante da partida, com um multímetro que registre o valor mínimo. Se ela cair muito abaixo de 115 V, o problema está no cabo ou na rede, não no motor.

4. Torque cai com o quadrado da tensão

O torque de partida de um motor de indução é aproximadamente proporcional ao quadrado da tensão nos seus terminais. Uma queda de 20 % na tensão tira cerca de 36 % do torque. Para uma bomba que precisa vencer a coluna d'água parada, isso é a diferença entre partir e "roncar".

A NBR 5410 trata a partida de motores como um caso à parte na queda de tensão, com 10 % como referência nos terminais do dispositivo de partida. Com 2,5 mm² o caso fica bem acima; o 4 mm² chega perto; o 6 mm² fica abaixo.

5. O disjuntor: corrente e curva

A corrente de regime (6,4 A) leva ao disjuntor de 10 A. A curva é que decide se ele aguenta a partida:

A curva B, comum em quadros residenciais para iluminação e tomadas, dispara magneticamente entre 3 e 5 vezes a corrente nominal. A curva C, entre 5 e 10 vezes. Para motores, curva C.

O disjuntor de 10 A também é coordenado com qualquer cabo a partir de 2,5 mm². Quem escolhe 6 mm² pela partida não precisa trocar o disjuntor.

6. A saída mais barata pode ser 220 V

Muitos motores de 1/2 cv são bivolt. Se houver duas fases no quadro, a mesma bomba em 220 V puxaria 3,69 A em regime e cerca de 22 A na partida. Com cabo de 2,5 mm² nos mesmos 35 m, a queda na partida cairia para 6,3 %.

Ou seja: em 220 V, o cabo mínimo da norma já resolve o que em 127 V exige 6 mm². A troca pede disjuntor bipolar e mudança dos jumpers na caixa de ligação do motor, conforme o esquema da placa.

7. A mesma bomba em outras distâncias (127 V)

Valores de queda na partida. Até uns 15 m, o 2,5 mm² fica perto dos 10 %; a partir daí, a bitola sobe rápido.

8. Boia, pressostato e contator

Bombas de caixa d'água costumam ser ligadas por uma boia elétrica; bombas de pressurização, por um pressostato. Os dois têm contatos com corrente máxima informada pelo fabricante, às vezes em cv ou em ampères para carga de motor. Compare com a corrente de partida, não só com a nominal. Se a boia não aguentar, ela comanda um contator, e o contator liga o motor.

9. Como ler a placa do motor

• cv ou kW e rotação (rpm).
• Tensões e correntes: no bivolt, "127/220 V" e duas correntes, por exemplo uma perto de 6,4 A e outra perto de 3,7 A.
• Ip/In: relação de partida. Use esse número no lugar dos 6 vezes deste guia.
• Capacitor: valor em µF e tensão. Capacitor de partida fraco imita os sintomas de tensão baixa.
• Esquema de ligação para cada tensão.

10. Sinais de que a partida está sofrendo

• motor que zumbe por um ou dois segundos antes de girar;
• protetor térmico que atua depois de várias partidas seguidas;
• lâmpadas da casa que piscam toda vez que a boia liga a bomba;
• capacitor estufado ou trocado com frequência.

11. Erros comuns

• Dimensionar o cabo só pela corrente nominal em circuito longo de 127 V.
• Usar disjuntor curva B e culpar o motor pelos desarmes.
• Trocar o capacitor por um de valor maior para "dar mais força".
• Ligar a bomba pela boia sem conferir a capacidade dos contatos.

12. Perguntas frequentes

O 2,5 mm² está errado, então? Não pela norma em regime: a queda é de 3,17 %. Ele só é insuficiente para uma partida firme em 127 V nessa distância.

4 mm² não resolve? Melhora muito (11,9 % na partida). Se a rede chegar bem em 127 V, a bomba deve partir; com a rede baixa no horário de pico, o 6 mm² dá a segurança que faltava.

Preciso de DR para a bomba? Bombas em área externa, perto de água ou em poço úmido devem estar protegidas por DR de 30 mA, além do terra na carcaça.

Um inversor de frequência ou soft-starter resolveria? Para um motor monofásico de 1/2 cv com capacitor, não é a solução usual: esses equipamentos são pensados principalmente para motores trifásicos. Aqui, cabo adequado ou ligação em 220 V resolvem de forma mais simples.

Quanto a bomba consome? Suposição: 2 horas de funcionamento por dia, 30 dias. Resultado: 39 kWh por mês.

13. Resumo

Antes de comprar o cabo, anote a corrente e a relação Ip/In da placa e simule a distância real na calculadora de bitola. A ligação de motores deve ser feita por eletricista habilitado.