Consumos eléctricos trifásicos e monofásicos

[joaogvaz]

Boas

Este será o primeiro post neste forum que pelo que já me apercebi é excelente.

Então é o seguinte:

Sabendo que a EDP cobra consumos electricos com base no KWh (consumo de 1000 W durante 1 hora) gostaria de saber como é calculada a factura e qual a diferença na facturação entre um motor monofásico de 1000 W e um motor trifásico de exactamente os mesmos 1000W. Pela lógica, parece-me que os consumos terão de ser iguais! A facturação será a mesma, ou seja, se eu utilizar o motor monofasico (1000W) durante 1 hora irá ser facturado o mesmo valor que se utilizar o motor trifásico (1000W) também 1 hora. Consumo 1 KWh nos dois casos.


Porém, costumo calcular a intensidade de corrente desta forma:
---------------------------------------------
Monofásico : I = 1000/230 = 4,34 A
, portanto 1 fase puxa 4,34 A à rede
---------------------------------------------
Trifásico: I = Ptrifasica / (1,73*380*factorpotencia*rendimento)
I = 1000 / (1,73*380*0,8*0,8) = 2,37 A
Assumindo factor de potencia= 0,8 e rendimento = 0,8

Isto significa que em cada fase temos 2,37 A de intensidade nominal (3x2,37)

A questão agora é: Como é que os dois motores consomem o mesmo (têm o mesmo valor de factura) se o monofasico puxa 4,34 A à rede e o trifásico puxa 3x2,37=7,11 A no total das tres fases?? Poderia concluir que o trifasico consome mais? Se sim como seria facturado?


Espero que não tenha sido confuso

[nelmindo]

O raciocinio está próximo do correcto:

Potencia exemplo: 1000W

Quer em mono quer em trifásico, existe factor de potencia ou seja cos fi "ao barulho"

considerando em ambos os casos 0,8

Então:
Mono: 1000W/(230*0.= 5,4A
Trifásico: 1000W/(3*230*0,8)=1,8A
"3*230" = "raiz 3 * 400" , ok!

Por outras palavras, a energia é a mesma, porque ela é dividida pelas 3 fases:
1,8 x 3 = 5,4

[joaogvaz]

elucidado

Pois faltava o factor de potencia no calculo monofasico, obviamente

Obrigado

[justme]

Algumas observações:

- O rendimento, é fornecido no enunciado, no entanto nada tem que ver com o calculo da corrente. Nem nada tem que ver com o cos fi.

- Neste problema o calculo da intensidade é desnecessário, pois apenas se quer saber se o consumo em trifásico é o mesmo que em monofásico.
Mas essa resposta é automáticamente dada pelo enunciado, ao assumir que a potencia é a mesma nos dois casos.
A potencia por si é uma medida de energia portanto a resposta está dada pelo enunciado, sendo desnecessário qualquer outro calculo.

- Pelo contrário, o valor da intensidade de corrente não é por si só medida de energia, havendo casos em que a mesma existe num circuito sem existir consumo de energia.

Um abraço

[nelmindo]

Ok concordo, no entanto quando se faz os calculos da corrente, principalmente a componente activa dessa energia consumida, estamos a falar da energia que o consumidor final irá pagar, que é a energia activa. Logo faz sentido no raciocionio que o colega estava a realizar. O problema já tinha começado com o "erro crasso" de misturar conceitos e unidades. Para o colega perceber ou começava a dizer VAs em vez de W e aí colocava o cos fi mensionado ou esquecia que a referencia tinha começado com motores e potências em W.

[joaogvaz]

Pois

O rendimento só entraria nas contas se a potência que pus na formula, fosse a potência no veio do motor e não a potência absorvida.

Referi a potência em W e não VA porque é a potência activa que normalmente está na placa de caracteristicas do motor:
W/cos(phi)=VA

Esta questão fez-me duvidas porque normalmente costumo ouvir que os motores trifasicos têm menos consumo que os monofasicos. Não têm menos consumo, têm sim menos corrente em cada linha.
Posso concluir que para motores monofasico e trifasico de potencia absorvida igual, a corrente nas linhas do trifásico é SEMPRE 1/3 da corrente de linha do monofásico??

abraço

[nelmindo]

Quando falas em potencia absorvida tudo bem, mas quando falas em potencia fornecida no veio a coisa é diferente.
Um motor trifásico consome menos em termos energéticos (Wh), para a mesma potencia fornecida (W). Nâo confundir corrente com energia e com potencia. São conceitos diferentes.
A razão deve-se ao rendimento que é maior. O motor trifásico faz um melhor aproveitamento dos campos magnéticos criados, devido ao seu principio de funcionamento.
Por exemplo, se consultares catálogos de motores, considerando sempre a mesma potencia no veio e nº de rotações (por exemplo 1HP ou 0,75KW e 3000R.P.M.)podes encontrar rendimentos na ordem dos 80% nos de trifásicos de alta eficiencia (EFF1), 73% para um trifásico normal (EFF2) e 67% para um monofásico.

[justme]

Pois
...
Posso concluir que para motores monofasico e trifasico de potencia absorvida igual, a corrente nas linhas do trifásico é SEMPRE 1/3 da corrente de linha do monofásico??

abraço

Sim, mas atenção em trifásico não poderás considerar apenas um motor, pois a ligação em estrela nunca daria a mesma corrente (nem potencia) que a ligação em triangulo e vice versa.
Portanto terias que considerar dois motores trifásicos por forma a que um deles ligado em triangulo desse a mesma corrente (e potencia) que o outro ligado em estrela

Um abraço

[joaogvaz]

Posso portanto considerar a corrente em linha em cada fase do trifasico 1/3 da corrente do monofasico. Isto para ligação em estrela ou triangulo?


justme

acho que a potencia trifasica em estrela e triangulo pelo menos teóricamente é igual. Diferente é a corrente em linha assim como a tesão na fase

ver este link:

http://www.dsee.fee.unicamp.br/~sato/ET515/node43.html


já agora coloco aqui correntes em linha para motores trifasicos de uma marca com ligação em triangulo e estrela

consumosiq2.png (23.87 KiB) Visto 6532 vezes

[justme]

Posso portanto considerar a corrente em linha em cada fase do trifasico 1/3 da corrente do monofasico. Isto para ligação em estrela ou triangulo?
...

Sim, os calculos anteriores demonstram isso mas repara estamos a considerar que a potencia é a mesma, não que o motor trifásico seja o mesmo.
Para um determinado motor, a potencia da ligação em triangulo não é a mesma quando se passa a ligação para estrela.
Portanto temos que ter dois motores:

-Um que quando ligado em estrela tenha a potencia igual ao do monofásico

-Outro que quando ligado em triangulo tenha tambem potencia igual ao do monofásico.

Um abraço

[justme]

...
justme

acho que a potencia trifasica em estrela e triangulo pelo menos teóricamente é igual. Diferente é a corrente em linha assim como a tesão na fase
...

Não, para o mesmo motor a potencia da ligação em triangulo é 3 vezes superior á da ligação em estrela.
A corrente de linha em triangulo, tambem é tripla da corrente em estrela.

Um abraço

[nelmindo]

...
justme

acho que a potencia trifasica em estrela e triangulo pelo menos teóricamente é igual. Diferente é a corrente em linha assim como a tesão na fase
...

Não, para o mesmo motor a potencia da ligação em triangulo é 3 vezes superior á da ligação em estrela.
A corrente de linha em triangulo, tambem é tripla da corrente em estrela.

Um abraço

Lamento, mas este raciocinio não é o mais correcto, em termos práticos. Ou o motor se liga em estrela ou liga-se em triangulo. Não podemos escolher. Se não modemos escolher, não podemos obter potencias diferentes e obviamente correntes diferentes.
Já vi muita gente a queixar-se de que os motores queimavam ou de que os motores não tinham "força". A razão prendia-se que como não sabiam interpretar as chapas de caracteristicas. Era à sorte que ligavam, ou apenas ligavam sempre da mesma maneira (ou em estrela ou em triangulo), sendo que às vezes iam acertando...
Deixo aqui uma imagens de dois motores que uso para elucidar as pessoas com quem trabalho, porque as imagens valem mais do que mil palavras. Os motores são do mesmo fabricante, ambos disponibilizam a mesma potencia no veio, só que um para funcionar aqui em Portugal (que em baixa tensão, usa-se a tensão composta de 400V) têm que se ligar obrigatóriamente em triangulo (a outra opção não permite obter a potencia desejada), outro deve ser ligado em estrela (sob orisco de o queimar por excesso de corrente, porque está em sobretensão). De reparar que os consumos em termos de correntes são iguais, quando ligados correctamente.

[justme]

Olá nelmindo,

"Lamento, mas este raciocinio não é o mais correcto, em termos práticos."

Quando fazes a afirmação anterior com quê que não estas de acordo?


"Ou o motor se liga em estrela ou liga-se em triangulo. Não podemos escolher. Se não modemos escolher, não podemos obter potencias diferentes e obviamente correntes diferentes."

Parece-me que qualquer dos motores das imagens que postaste se podem ligar das duas formas.
A chapa de caracteristicas diz isso mesmo.
Obviamente ter-se-á que ligar aos valores de tensão adequados.
Também é obvio que a carga (esforço) deve estar de acordo com a potencia que o motor pode fornecer.
Mas tudo isto são questões básicas que se supõe que o instalador saiba.

Um abraço

[joaogvaz]

Também acho que o mesmo motor pode ser ligado ou em estrela ou triangulo conforme indicado na placa de caracteristicas. Consoante a ligação for feita, terá valores diferentes de corrente.

Por exemplo na figura do nelmindo, ou na tabela que mostrei atras de correntes:

A corrente da ligação em estrela é de 0,68 A. Este valor vezes "raiz3" (e não 3 vezes como referiu o justme) dá a corrente se for ligado em triângulo ou seja 1,18 A. Mas como temos tensão de linha 220 V para ligação em triângulo e 380 V para ligação em estrela, as potências de consumo (KW) serão sempre iguais ao que está referido também na placa 0,37 Kw.

Vejam este link que a potencia trifasica em triangulo e em estrela é a mesma:

http://www.dsee.fee.unicamp.br/~sato/ET515/node43.html

Este link mostra que as formulas de calculo são iguais. Por isso a placa de caracteristicas refere APENAS 1 POTENCIA, qualquer que seja o tipo de ligação (estrela ou triangulo). Tal como refere duas intensidades de corrente ou duas tensões de linha para cada tipo de ligação, se a potencia fosse diferente, refereria também uma potência para ligação em estrela e outra potência para ligação em triangulo.

Isto é a minha maneira de ver, posso estar errado justme, mas já agora continuemos esta discussão, pois assim todos ficaremos esclarecidos.

Eu sou apenas alguem que está a começar a arrepiar caminho, ainda tenho muito pouca experiência.

[nelmindo]

Claro que os motores apresentados permitem escolher a ligação, mas só uma delas é que está correcta!!!

"Lamento, mas este raciocinio não é o mais correcto, em termos práticos. Ou o motor se liga em estrela ou liga-se em triangulo. Não podemos escolher. Se não modemos escolher, não podemos obter potencias diferentes e obviamente correntes diferentes."

Por essa razão é que não posso ligar o motor como eu quizer, dizendo se preciso ou não de mais "potência". Os que estamos aqui a falar é do tipo de ligação a usar.

Por exemplo há pessoas que não percebem que o motor, por exemplo o apresentado e que tem a chapa com nº série acabado em 630, não permite efectuar o arranque estrela-triangulo. Perguntam-me indignadas se o motor não têm disponivel os "6 parafusos", logo não da para fazer este tipo de arranque?...