Conversor de energia monofásico com entrada mono ou trifásica

Quando a carga trabalha em uma fase, o conversor de energia monofásico é a configuração mais direta: a saída já chega no formato que a placa do equipamento pede, sem adaptação no quadro. A decisão que sobra é de onde vem a energia, de uma fase só ou das três fases da instalação, e essa escolha muda corrente, proteção e equilíbrio da rede.

Quando a saída monofásica é a escolha certa

A saída em uma fase é indicada quando todos os equipamentos alimentados são monofásicos e a soma das potências fica em uma faixa em que a corrente ainda é prática para cabos e disjuntores. Os casos que mais recebemos na fábrica são equipamentos importados que pedem 50 Hz, instrumentos de laboratório sensíveis à forma de onda e conjuntos de cargas eletrônicas que precisam de saída senoidal regenerada, independente das distorções que chegam da rede.

Se a carga inclui motores trifásicos, a saída monofásica deixa de servir e o caminho é o conversor de energia trifásico. Se o problema é só de tensão, sem mudança de frequência, avaliamos primeiro um transformador de energia, que é passivo e mais simples.

Monofásico/monofásico ou trifásico/monofásico: qual entrada usar

As duas versões entregam a mesma saída; o que muda é o lado da rede. A tabela resume o critério que usamos no dimensionamento.

Na prática, o trifásico/monofásico evita um problema comum em prédios comerciais e industriais: concentrar uma carga grande em uma fase do quadro enquanto as outras ficam ociosas. Como o estágio de entrada do conversor retifica as três fases, a demanda se distribui pela instalação, e a saída continua sendo uma fase só.

Corrente de saída do conversor de energia monofásico por potência

Na saída monofásica, a corrente é a potência aparente dividida pela tensão: I = S / V. Os valores abaixo foram calculados para as potências da nossa linha mais usadas em uma fase, nas duas tensões monofásicas mais comuns no Brasil.

A tabela mostra por que a tensão de saída pesa tanto no projeto. Em 127 V, um conversor de energia monofásico de 20 kVA entrega 157,5 A, quase o dobro dos 90,9 A da mesma potência em 220 V. Mais corrente significa cabo de seção maior, disjuntor maior e mais perda por aquecimento nos condutores. Por isso, quando a carga aceita 220 V, essa costuma ser a tensão escolhida.

Cargas típicas por faixa de potência

Os exemplos a seguir são aplicações típicas, não regra. A potência final sai sempre da soma das cargas reais e do fator de potência.

• 1 kVA: instrumento de bancada, equipamento de medição ou de ensaio importado.
• 5 kVA: estação de laboratório com vários instrumentos, equipamento de diagnóstico ou máquina leve de 50 Hz.
• 10 a 15 kVA: conjunto de equipamentos eletrônicos de uma sala técnica ou máquina monofásica de maior porte.
• 20 a 30 kVA: grupo de cargas monofásicas de um setor, normalmente alimentado por entrada trifásica.

Frequência de saída em uma fase: 60, 50 ou 400 Hz

A saída monofásica pode ser fabricada nas três relações de frequência da nossa linha. Em 60/60 Hz, a frequência não muda e o ganho está na forma de onda regenerada e, na versão trifásica/monofásica, no equilíbrio do quadro. Em 60/50 Hz, a saída atende instrumentos e máquinas monofásicas projetados para países de 50 Hz, situação comum em equipamentos de laboratório e de diagnóstico importados. Em 60/400 Hz, a aplicação típica é a bancada que testa ou alimenta componentes aeronáuticos monofásicos.

Em todos os casos, a saída é gerada por PWM de alta frequência com controle microcontrolado. Por isso, a frequência entregue não acompanha pequenas variações da rede, e a distorção harmônica total da tensão de saída fica abaixo de 5%, conforme a ficha técnica.

Por que a forma de onda importa para cargas monofásicas sensíveis

Instrumentos de medição, fontes lineares e equipamentos de ensaio são projetados para tensão senoidal. Quando a rede chega achatada ou com ruído, por causa de outras cargas eletrônicas do prédio, esses equipamentos podem apresentar leituras instáveis, aquecimento ou desligamentos. O conversor de dupla conversão separa a carga dessa forma de onda: o que chega à tomada do instrumento é a senoide reconstruída pelo equipamento, não a tensão distorcida da entrada. Esse efeito vale dentro da faixa de tensão de entrada admitida pelo conversor, informada na ficha técnica.

O que muda na instalação de um conversor monofásico

O circuito de saída do conversor de energia monofásico é dimensionado pela corrente da tabela, com a proteção e a seção dos condutores definidas pela ABNT NBR 5410. O circuito de entrada é calculado à parte: na versão monofásica/monofásica, ele carrega toda a corrente em um ramal; na trifásica/monofásica, a corrente por fase é bem menor, porque a mesma potência se divide por três fases com tensão de linha maior.

Outros pontos que verificamos na visita técnica:

1. Aterramento do equipamento e continuidade do condutor de proteção até a carga.
2. Definição do neutro de saída, que deve ser coerente com o esquema de aterramento da instalação.
3. Ventilação do local, já que os estágios de potência dissipam calor.
4. Distância entre conversor e carga, que influencia a queda de tensão no cabo de saída.

A instalação é feita por profissional habilitado, seguindo a NR-10. Depois dela, a manutenção preventiva do conversor de energia monofásico inclui limpeza do gabinete e das entradas de ar, reaperto de conexões, medição de tensão, frequência e corrente de saída e conferência dos alarmes do equipamento. Nossa equipe técnica realiza esse acompanhamento e o atendimento corretivo. As demais configurações da família estão reunidas na página principal de conversores de energia.

Envie a lista de equipamentos, a tensão de placa e a rede disponível no local. Fale com a Seko Eletrônica e receba o dimensionamento do seu conversor de energia monofásico com a entrada mais adequada.