1.- Descripción
1.1.- Definición y constitución
Aparato
mecánico de conexión que tiene una sola posición de reposo, accionado de
cualquier forma menos manualmente, capaz de establecer, soportar y cortar
corrientes de circuitos en condiciones normales, incluidas las condiciones de
sobrecarga de servicio normal.
1.1.1.- Tipos constructivos
Según
el tipo de corriente prevista para el circuito principal tenemos:
· Contactor para
corriente continua.
· Contactor para
corriente alterna.
Según
el modo de accionamiento tenemos:
· Contactor
electromagnético, cuando es accionado mediante un electroimán, que a su vez
también puede ser de corriente continua o de corriente alterna.
· Contactor neumático,
cuando es accionado por aire a presión, sin intervención de medios eléctricos.
· Contactor
electromagnético, cuando es accionado por aire a presión gobernado por
electroválvulas.
A
efectos de simplicidad, en esta exposición consideramos solo los contactores
electromagnéticos, pero en el bien entendido que las observaciones que se hacen
acerca de la tensión del circuito de mando (electroimán), son aplicables a la
presión cuando se trata de accionamiento neumático.
1.1.2.- Esquema: Contactor. Sección
La
disposición esquemática que se muestra en la figura 1, de las partes
constituyentes de un contactor se ha elegido en función de enumeración y
simplicidad. Esta constitución es válida para todo contactor, no obstante la
disposición de las distintas partes y la forma de estructura del aparato es
variable según fabricante y según tipo y diseño.
Figura 1: Esquema en sección de un Contactor y componentes
1.1.3.- Esquema: Contactor. Perspectiva
En
este aparato los contactos principales están en el fondo del zócalo, a medio
camino se han dispuesto los contactos auxiliares, y el electroimán está alojado
en la tapa. Además el movimiento del electroimán no coincide con el de los
contactos, ambos son perpendiculares entre sí; un balancín se encarga de
coordinarlos.
Determinadas
ejecuciones pueden incorporar componentes especiales que no se han considerado
aquí por entender que no modifican substancialmente los conceptos expuestos.
Leyenda:
1.- Balancín o palanca acodada.
2.- Tapa. (Abajo, posición normal) (Arriba, posición
invertida para mostrar su interior).
3.- Indicador del estado del contactor (reposo, trabajo).
4.- Martillo. Parte fija del núcleo del electroimán.
5.- Gomas soporte del yugo magnético.
6.- Bobina.
7.- Tornillo de fijación de la tapa al cuerpo.
8.- Borne de contacto principal.
9.- Contacto principal fijo.
10.- Borne de contacto principal.
11.- Cámara de contacto auxiliares.
12.- Cuerpo o zócalo
13.- Cámara de contactos auxiliares.
14.- Puente móvil.
15.- Contacto principal móvil.
16.- Muelle de presión de contacto principal.
17.- Tapa. (Abajo, posición normal) (Arriba, posición
invertida para mostrar su interior).
18.- Tornillo de fijación de la tapa al cuerpo.
Figura 2.- Esquema en perspectiva del Contactor con sus componentes
1.2.- Conceptos:
1.2.1.- Particularidades características
La
aplicación genuina de un contactor es el arranque y maniobra de un motor, ya
sea como aparato sólo (arranque directo) ya sea junto con otros contactores u
otros elementos tales como relés de sobreintensidad, resistencias, etc.
formando arrancadores y protectores de motor.
En este post se
considera el contactor como aparato independiente. Los arrancadores se
contemplan en el post: “Arranque de
motores por combinación de contactores”, en el link:
La
función de mando de motores implica para el contactor ciertos rasgos que lo
caracterizan:
1.2.1.1.- Poder de cierre:
El
motor presenta una punta de arranque de varios múltiplos la intensidad de
empleo. Así p.e. en el caso de motores asíncronos de jaula (Categorías de
empleo AC3 y AC4) esta proporción se considera convencionalmente de 6, si bien
en la práctica pueden encontrarse motores con una proporción mayor.
Para
garantizar el correcto funcionamiento del contactor, la publicación IEC 60947-4-1 prescribe para
las categoría de empleo AC3 y AC4, ensayar el poder de cierre respectivamente
con una intensidad Ic igual a 8 y 10 veces la intensidad de empleo Ie.
1.2.1.2.- Poder de corte:
Si
bien el trabajo más normal de un motor es el correspondiente a la categoría de
empleo AC3 (arranque, aceleración, trabajo a motor lanzado, y desconexión) son
frecuentes las maniobras según categoría de empleo AC4 (marcha a impulsos,
frenado contracorriente, inversión brusca del sentido de giro) en las que la
desconexión tiene lugar cuando la intensidad es la correspondiente al periodo
de arranque.
Incluso
en la mayoría de motores de categoría de empleo 100% AC3 no es posible
descartar la posibilidad de una desconexión durante el arranque, p.e. ante la
eventualidad de necesitar un paro rápido para evitar un accidente. Por ello la IEC 60947-4-1 prescribe
ensayar el poder de corte con los mismos valores que el de cierre.
1.2.1.3.- Frecuencia de maniobras:
Son
muchos los casos en que el motor debe arrancar y parar frecuentemente (p.e.
ascensores en edificios de oficinas, grúas, máquinas herramienta, etc.) e
incluso muy frecuentemente, como p.e. en tareas de posicionado y ajuste, donde
se trabaja con trenes de impulsos de marcha a cadencias del orden de 1
impulso/segundo.
1.2.1.4.- Endurancia (duración,
durabilidad, vida):
Consecuencia
de la frecuencia de maniobras es la exigencia o necesidad de una elevada vida
mecánica y eléctrica del contactor. Así en el mercado, para corriente alterna,
se ofrecen contactores, con vida mecánica asignada de:
hasta
30 x 106 maniobras, para contactores auxiliares
hasta
30 x 106 maniobras, para maniobra de motores hasta 5 kW
hasta
20 x 106 maniobras, para maniobra de motores hasta 15 kW
hasta
10 x 106 maniobras, para maniobra de motores hasta 50 kW
La
vida mecánica del contactor es un valor estadístico satisfecho por el 90% de la
población ensayada. La vida eléctrica a la intensidad nominal suele ser
notablemente más baja; del orden del 20% de la vida mecánica. Puede aumentarse
la vida eléctrica a base de reducir la carga maniobrada.
1.2.1.5.- Tiempo de arranque:
El
arranque de un motor suele durar varios segundos. Hay arranques pesados que
pueden durar más de 20 segundos. El contactor y las protecciones a él asociadas
deben permitir el arranque y tolerar la sobrecarga que supone.
1.2.2.- Características definitorias:
Un
contactor queda definido por:
·
Nombre o marca del
fabricante
·
Tipo o referencia
·
Norma con la que el
fabricante declara la correspondencia
·
Datos del circuito
principal:
o
Clase de corriente:
continua, alterna, frecuencia.
o
Tensión de
aislamiento Ui.
o
Intensidades
térmicas Ith.
o
Tensión e intensidad
de empleo asignadas o potencia asignada de motor maniobrable.
o
Categoría de empleo.
Otras
características esenciales, como los poderes de cierre y de corte se deducen de
la Categoría de empleo.
·
Datos del circuito
de mando:
o
Tensión y frecuencia
de alimentación.
·
Datos de los
circuitos auxiliares:
o
Tensión e intensidad
de empleo asignadas.
o
Categoría de empleo.
En su defecto se entiende:
Tensión
de empleo asignada: 250
V 50 Hz
Intensidad
de empleo asignada: 6A
Categoría
de empleo: AC11
1.2.3.-
Categorías de empleo:
1.2.3.1.- Ejemplos de categorías de empleos
según IEC 60947-4-1
A
cada categoría de empleo corresponden unas magnitudes convencionales que
definen el comportamiento de la carga en la conexión y en la desconexión. Estas
magnitudes pueden verse en la siguiente tabla:
1.2.3.2.- Tabla sobre condiciones de cierre y corte en
servicio
1.2.4.- Otras definiciones
1.2.4.1.- Discontactor
Normalmente
un contactor tiene sus contactos principales abiertos en estado de reposo y
cerrados cuando está en situación de activado o de trabajo. No obstante nada
impide concebir un contactor que funcione al revés, es decir, que en situación
de reposo, sus contactos principales estén cerrados y que abran cuando se
activa el aparato.
Este
aparato no tiene nombre propio en inglés ni en alemán. En el área francesa se
denomina RUPTEUR o también DISCONTACTEUR. Por esto aquí lo citamos con el
nombre comercial de discontactor.
1.2.4.2.- Contactor biestable (Contactor
enclavado, Contactor autoenclavado, Contactor de bloqueo)
Aparato
de conexión en el que un dispositivo (mecánico, magnético, u otro) impide que
sus elementos móviles retornen a la posición de reposo cuando cesa la acción de
activación y requiere una segunda orden de mando (igual o distinta) para
recuperar la posición primera.
Así,
este aparato tiene dos posiciones de reposo y por ello no encaja con la
definición de la IEC (Comisión Electrotécnica Internacional), reproducida en la
descripción del contactor en este post. No obstante, como en sus demás
aspectos, tanto de diseño como de utilización, este aparato es similar a un
contactor, se le considera como a tal.
Continua
en; Aparamenta de Baja Tensión: El
Contactor (Parte 2ª)
http://imseingenieria.blogspot.com.es/2017/09/aparamenta-de-baja-tension-el-contactor.html
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