Dimensionamento de contator — da placa do motor ao modelo, na categoria AC-3

Como dimensionar o contator passo a passo

Dimensionar o contator de um motor tem dois passos, e a ferramenta acima faz os dois ao vivo. O primeiro é achar a corrente nominal do motor (In); o segundo é escolher o contator cuja corrente de emprego na categoria AC-3 (Ie) seja maior ou igual a essa corrente, na tensão do sistema. Quem entende esses dois passos para de superdimensionar painel e para de errar a coluna do catálogo — os dois erros mais caros do dia a dia de bancada.

A corrente nominal sai da potência de placa. A placa traz a potência mecânica no eixo, e a rede precisa fornecer mais por causa das perdas (rendimento η) e da parcela reativa da corrente (fator de potência cosφ). No trifásico:

In = P ÷ ( √3 × U × cosφ × η )

Onde P é a potência de placa convertida em watts, U é a tensão de linha (entre fases), cosφ é o fator de potência e η é o rendimento em fração. A potência converte assim: 1 CV vale 735,5 W (é o que vem na placa de motor brasileiro), 1 HP vale 745,7 W e 1 kW vale 1.000 W. Use sempre a unidade impressa na placa, sem converter de cabeça.

Veja o cálculo com o exemplo que a ferramenta já traz, um motor de 7,5 CV em 380 V trifásico, com rendimento 0,87 e cosφ 0,85:

P = 7,5 CV × 735,5 = 5.516 W
denominador = 1,7321 × 380 × 0,85 × 0,87 = 486,7
In = 5.516 ÷ 486,7 ≈ 11,3 A

Com In em mãos, o segundo passo é escolher o contator. E aqui mora a regra mais importante de todas.

A regra crítica: AC-3 já inclui a corrente de partida

O erro mais caro do dimensionamento de contator é multiplicar a corrente nominal pelo fator de partida antes de escolher o modelo. A lógica errada é tentadora: “o motor puxa 6 vezes a corrente na partida, então preciso de um contator 6 vezes maior”. Está errado. A categoria de emprego AC-3 é justamente a definição da manobra de um motor de gaiola: o contator fecha com a corrente de partida (rotor bloqueado, da ordem de 6 vezes a nominal) e abre com o motor já girando (perto de 1 vez a nominal). O ensaio da categoria AC-3 já considera esse regime. Por isso o contator se escolhe pela corrente nominal In, e o pico de partida já está embutido na própria categoria.

Quem multiplica In por 6 acaba comprando um contator quatro a cinco vezes maior do que o necessário — mais caro, mais volumoso e sem nenhum ganho. Para o exemplo de 7,5 CV, In de cerca de 11,3 A pede um contator da faixa de 12 A AC-3, e não de 70 A. A ferramenta faz a seleção pela corrente nominal e marca a categoria, para nunca cair nessa armadilha.

A corrente de emprego AC-3 é declarada por tensão

Um contator de 9 A AC-3 em 380 V não é um contator de 9 A em 660 V. A corrente de emprego AC-3 muda com a tensão, porque o que a categoria impõe é uma severidade de manobra — a energia que o contato precisa cortar no arco — e essa severidade cresce com a tensão. Um mesmo contator, portanto, tem uma corrente AC-3 maior em 220 V e menor em 660 V. Pegar a coluna de 220 V para um sistema de 380 V é subdimensionar; o contrário é gastar à toa. A regra prática é simples: sempre ler a corrente AC-3 na coluna da tensão correta do catálogo. A ferramenta exige a tensão e exibe o aviso para conferir o Ie na coluna certa.

Valores de referência de mercado para a corrente de emprego AC-3 aproximada em 380 V. A corrente AC-3 é declarada por tensão: para 220 V, 440 V ou 660 V, consulte a coluna correta. Confirme o Ie AC-3 e o modelo no catálogo do fabricante vigente antes de especificar. Equivalentes de outros fabricantes (Siemens, Schneider, Danfoss) devem ser verificados na folha de dados de cada um.

A corrente de emprego (Ie) e a categoria de emprego

A corrente de emprego (Ie) é a corrente que o contator pode manobrar com segurança em uma dada categoria de emprego e em uma dada tensão. A categoria descreve o tipo de carga e a severidade da manobra. As que importam no comando de motor são:

• AC-1 — cargas pouco indutivas ou resistivas (aquecimento, distribuição). A corrente de emprego é alta porque a manobra é suave.
• AC-3 — o caso dominante do chão de fábrica: motor de gaiola que fecha na partida e abre girando. É a categoria da bomba, do ventilador, do exaustor, da esteira e do compressor.
• AC-4 — manobra severa: jog (impulsos), reversão em pleno giro ou frenagem por contracorrente. O contator interrompe perto da corrente de rotor bloqueado, então a corrente de emprego AC-4 de um mesmo contator é bem menor que a AC-3.

O detalhe que pega muita gente: o mesmo contator tem uma corrente AC-1, uma AC-3 e uma AC-4 diferentes. Dimensionar uma aplicação com jog ou reversão frequente pela corrente AC-3 leva a um contator que esquenta e desgasta antes da hora. Por isso a ferramenta avisa, quando você marca jog/reversão, que a categoria é AC-4 e que a sugestão AC-3 não vale para aquele caso.

O relé de sobrecarga e a proteção de curto

O contator manobra, mas não protege sozinho. Quem protege o motor contra sobrecarga prolongada — rotor travado por carga excessiva, falta de fase, ventilação obstruída — é o relé de sobrecarga (térmico ou eletrônico) em série com o contator. Duas regras valem aqui:

• A faixa do dial deve conter In. O relé tem uma faixa de ajuste (por exemplo 9 a 13 A); a corrente nominal do motor tem de cair dentro dela.
• O ajuste é a corrente nominal do motor, não a corrente do contator nem a corrente de fase numa partida estrela-triângulo. Quando a placa traz fator de serviço (FS), o ajuste vai a In multiplicada pelo FS.

A classe de disparo (10, 20 ou 30) escolhe quanto tempo o relé tolera a sobrecorrente de partida antes de atuar: classe 10 para partidas curtas (bomba, ventilador), classes 20 e 30 para cargas de alta inércia que demoram para acelerar (moinho, centrífuga). Classe 10 numa carga de partida longa desarma logo na energização.

E o curto-circuito é outro mundo: nem o contator nem o relé o interrompem. Isso cabe ao disjuntor-motor (MPCB) ou ao fusível tipo aM a montante. A combinação disjuntor + contator + relé precisa ser coordenada pela tabela do fabricante — a chamada coordenação Tipo 1 (admite dano ao contator após a falta) ou Tipo 2 (contator e relé permanecem aptos). Essa coordenação só existe na tabela do fabricante, com a tripla do mesmo catálogo; a ferramenta remete a ela e nunca a calcula sozinha.

CV, HP ou kW — qual usar na conta

A unidade da potência é uma armadilha silenciosa. A placa de um motor brasileiro WEG traz CV, o cavalo-vapor métrico, que vale 735,5 W. O HP americano vale 745,7 W — uma diferença de cerca de 1,4%, pequena no papel, mas suficiente para empurrar a corrente para a faixa de cima e fazer você escolher um contator ou um cabo errado. O kW é a unidade do Sistema Internacional e vale 1.000 W. A regra é a mesma da corrente nominal: use sempre a unidade impressa na placa, sem converter de cabeça. A ferramenta faz a conversão correta para qualquer uma das três.

Por que a estrela-triângulo permite contatores menores

A partida estrela-triângulo serve para reduzir a corrente de partida de motores maiores: na ligação estrela a tensão por enrolamento cai por √3, a corrente de partida cai para cerca de um terço e, depois de o motor acelerar, comuta-se para triângulo (tensão plena). Para a montagem, o que importa é o que cada um dos três contatores enxerga em regime:

• Contator de rede (KM) — está na entrada e vê a corrente de linha In.
• Contator de triângulo (KD) — fecha os enrolamentos em triângulo e vê a corrente de fase, igual a In ÷ √3 (cerca de 0,58 vez In).
• Contator de estrela (KY) — só atua na partida e também vê In ÷ √3.

É por isso que, numa estrela-triângulo, os contatores de triângulo e de estrela costumam ser de um degrau menor que o de rede. Dimensionar os três pela corrente de linha é o erro clássico que infla a gaveta. O relé de sobrecarga, repita-se, fica no lado da corrente de linha e é ajustado em In. A ferramenta mostra a corrente de cada contator separadamente no modo estrela-triângulo.

Erros comuns ao dimensionar o comando do motor

• Multiplicar In pelo fator de partida. A categoria AC-3 já inclui o pico de partida; multiplicar gera um contator quatro a cinco vezes superdimensionado.
• Usar o Ie de uma tensão em outra. A corrente AC-3 é declarada por tensão — conferir sempre a coluna correta do catálogo.
• Confundir CV (735,5 W) com HP (745,7 W). Infla a corrente em cerca de 1,4% e pode trocar o degrau do contator.
• Ajustar o relé pela corrente do contator em vez da corrente nominal do motor.
• Dimensionar jog/reversão por AC-3. Essa aplicação é AC-4 e exige contator maior.
• Dimensionar os três contatores da estrela-triângulo pela corrente de linha. Os de triângulo e estrela veem In ÷ √3.
• Tentar “calcular” a coordenação Tipo 2. Ela só existe na tabela do fabricante; fora dela, marcar para verificar o catálogo.
• Classe de disparo errada. Classe 10 numa carga de partida longa (ventilador grande, centrífuga) desarma na partida.
• Esquecer o derating em painel fechado ou temperatura acima de 40 °C.

Quando o cálculo vira projeto: a Token monta o painel com ART

Escolher o contator, o relé e a proteção de um motor é uma conta de apoio — e para isso esta ferramenta existe e é gratuita. Mas quando o circuito precisa ser dimensionado, montado ou auditado, entra a engenharia: a partida (direta, estrela-triângulo, soft-starter ou inversor), a coordenação de proteção e a seleção da tripla coordenada, a seção do cabo conforme a instalação, a montagem do painel (CCM, QGBT) e o laudo das instalações elétricas com responsável técnico e ART. A Token Engenharia atua em montagem industrial e eletromecânica em todo o Brasil — do projeto do circuito de comando e força à montagem do painel e à partida dos motores em campo.

Norma e referência

As categorias de emprego (AC-1, AC-3, AC-4) e a coordenação de proteção Tipo 1 e Tipo 2 dos contatores e starters de baixa tensão são definidas pela ABNT NBR IEC 60947-4-1 (equivalente à IEC 60947-4-1). A coordenação com a instalação e a proteção do circuito do motor referem-se também à ABNT NBR 5410 (instalações elétricas de baixa tensão). Esta página descreve os conceitos consolidados dessas normas; a aplicação a um projeto específico, com a citação da cláusula e da edição vigente, é trabalho do responsável técnico. Os modelos de contator citados são referência de mercado — a corrente de emprego AC-3, o modelo e a coordenação devem ser confirmados no catálogo do fabricante vigente antes de especificar.

Perguntas frequentes

Como dimensionar um contator para motor pela categoria AC-3?

Calcule a corrente nominal do motor, In = P ÷ (√3 × U × cosφ × η), e escolha o contator cuja corrente de emprego AC-3 (Ie) seja ≥ In na tensão do sistema. A categoria AC-3 já contempla o pico de partida, então não se multiplica In pelo fator de partida.

AC-3 já inclui a corrente de partida do motor?

Sim. AC-3 é a manobra do motor de gaiola que fecha na partida (rotor bloqueado) e abre girando. O contator se escolhe pela corrente nominal In; multiplicar por 6 superdimensiona em quatro a cinco vezes.

Por que a corrente de emprego AC-3 é declarada por tensão?

Porque a severidade da manobra (energia de arco no corte) cresce com a tensão. Um contator de 9 A AC-3 em 380 V não é 9 A em 660 V. Leia sempre a coluna da tensão correta do catálogo.

Como dimensionar os 3 contatores de uma partida estrela-triângulo?

O contator de rede vê a corrente de linha In; os de triângulo e estrela veem a corrente de fase, In ÷ √3 (cerca de 0,58 vez In) e podem ser de um degrau menor. O relé de sobrecarga fica no lado da corrente de linha e é ajustado em In.

Qual a diferença entre as categorias AC-3 e AC-4?

AC-3 é a manobra normal do motor de gaiola; AC-4 é a manobra severa (jog, reversão, frenagem) em que o contator interrompe perto da corrente de rotor bloqueado. A corrente de emprego AC-4 de um mesmo contator é bem menor que a AC-3, então jog/reversão exige subir de carcaça.

O contator protege o motor contra curto-circuito?

Não. O contator manobra e o relé protege contra sobrecarga, mas o curto-circuito é interrompido pelo disjuntor-motor (MPCB) ou fusível aM a montante, coordenado pela tabela do fabricante (Tipo 1 ou Tipo 2).

Quando o dimensionamento do comando vira projeto de engenharia?

Quando o circuito precisa ser dimensionado ou auditado por inteiro: partida, coordenação de proteção, seção do cabo, montagem do painel e laudo das instalações com responsável técnico e ART. A Token Engenharia executa essa montagem e esse laudo em todo o Brasil.