Introducción
La energía eléctrica puesta a disposición de
industrias o consumidores particulares a través de la red de distribución,
requiere de sistemas de conmutación de potencia que permitan el transporte o la
interrupción de la energía eléctrica procedente de la red, hacia los diferentes
consumidores.
Estos sistemas de conmutación son: los
interruptores, los disyuntores y, sobre todo, los contactores que, aseguran
esta función, denominada normalmente "mando de potencia".
En la mayoría de los casos, para facilitar la
utilización así como el trabajo del operador que se encuentra a menudo alejado
de los órganos de conmutación de potencia, es preciso recurrir al mando a
distancia. En estos casos el cambio se realiza a través de un sistema motor,
accionado por contactos auxiliares de mando (pulsadores por ejemplo) que
sustituye la acción manual del operador.
El contactor utiliza un electroimán para realizar
la función de mando o de control a distancia.
Utilización
Los contactores son interruptores
electromagnéticos que se usan para pilotar grandes potencias de interrupción.
Curiosidades
- La diferencia entre el contactor y el relé estriba principalmente en que el contactor pilota un circuito de potencia y tiene contactos auxiliares para su propio gobierno y para participar con otros componentes que forman el esquema. En cambio el relé pilota circuitos de baja señal disponiendo únicamente de contactos de conmutación.
- La aportación del contactor en su momento supuso el abaratar las maniobras, facilitarlas y poderlas integrar en diferentes procesos automáticos, por difíciles que sean.
- El contactor es el elemento más utilizado en el gobierno de motores y otros aparatos de potencia.
Descripción
constructiva
Figura 1: Descripción de los principales
componentes de un contactor
El electroimán
El electroimán es el elemento motor del
contactor. Se compone de un núcleo magnético fijo (o culata), la bobina de
excitación y una armadura móvil.
Al hacer pasar una corriente por la bobina de
excitación se producirá una fuerza magnética en el entrehierro que separa la
culata de la armadura produciéndose el desplazamiento de esta última.
Contactos auxiliares
Los contactos auxiliares aseguran las
autoalimentaciones, los mandos y enclavamientos de los contactores al igual que
la señalización en los equipos de automatismo.
Existen varias versiones:
- Contacto instantáneo de cierre (NA). Abierto cuando el contactor está en reposo y cerrado cuando el electroimán está en tensión.
- Contacto instantáneo de apertura (NC). Cerrado cuando el contactor está en reposo y abierto cuando el electroimán está en tensión.
- Contactos instantáneos de cierre (NANC). Cuando el contactor está en reposo uno de los contactos está cerrado mientras que el otro permanece abierto. Cuando cierra el circuito magnético los contactos se invierten. El puente móvil es común a los dos contactos. Existen tres bornas de conexión (o cuatro con puente móvil común).
- Contactos instantáneos dobles (NA + NC o NA + NA). Cada contacto posee su propio puente móvil. No hay ningún punto común y las entradas y salidas son independientes (4 bornas de conexión).
- Contactos temporizados (NA + NC o NC + NA). Los contactos se establecen o se separan un cierto tiempo después de la apertura o del cierre del contactor que les acciona.
Simbología para contactores auxiliares
Figura 2: Simbología de contactores
auxiliares
Contactos de potencia
Son los encargados de establecer o interrumpir la
corriente en el circuito de potencia. Por consiguiente, están dimensionados
para permitir el paso de la corriente nominal del contactor en servicio
continuo sin calentamiento anormal.
Se componen de una parte fija y de otra móvil,
esta última provista de resortes que transmiten una buena presión a los
contactos, sean simples o de doble corte.
Figura 3: Corte en sección de
contactores con corte simple y doble
Los polos están generalmente equipados de
contactos de plata, óxido, de cadmio, material inoxidable de una gran
resistencia tanto mecánica, como al arco eléctrico. A menudo están provistos de
un dispositivo para facilitar la extinción del arco que nace entre la parte
fija y la parte móvil, cuando el contactor "corta en carga".
Para resolver determinados problemas de
automatismo, los polos ruptores funcionan al contrario de los polos de cierre.
Sus contactos están cerrados cuando el electroimán de mando no está alimentado
y abiertos cuando se alimenta el electroimán.
Figura 4: Vista en explosión de un
contactor
Principio
de funcionamiento
El mecanismo de interrupción se mueve y se
mantiene en su posición de cierre mediante la armadura de un electroimán. El
mecanismo de interrupción vuelve a su posición de reposo cuando no circula
corriente a través del carrete del electroimán.
Al accionar el pulsador I del contactor, comienza
a circular corriente por la bobina del electroimán, excitándose éste de forma
que su armadura aprisiona los contactos de potencia, cerrando así el circuito
eléctrico de potencia. Al mismo tiempo que ocurre esto, pueden abrirse o
cerrarse otros contactos auxiliares para circuitos eléctricos de control y
señalización.
Un contacto auxiliar abierto en reposo, se cierra
al pulsar el pulsador I. Después de soltar el pulsador I el contactor permanece
en la posición de trabajo. Si el circuito eléctrico de la bobina es
interrumpido por accionamiento del botón O desaparece la tensión de la red, la
armadura y con ella todas las piezas móviles del contacto, vuelven a su
posición de reposo por la acción de un muelle o por la gravedad.
Figura 5: Montaje sencillo de contactor
con paro automático
Puesta
en funcionamiento
Para su puesta en funcionamiento, los contactores
no tienen limitaciones mecánicas.
Tienen la ventaja de poder interrumpir una gran
potencia mediante una potencia muy pequeña en el circuito de mando a través de
la emisión de unas señales, por ejemplo un pulsador. Además, con los
contactores se puede interrumpir la corriente de aparatos a gran distancia del
emisor de señales (mando a distancia).
Conexión
de contactores
Figura 6: Esquema de conexión de un
contactor sencillo
Los contactores se conectan al circuito eléctrico
principal (circuito de potencia), y a un circuito eléctrico de control
(circuito de control o maniobra).
En el circuito de potencia, la corriente circula
hasta el consumidor. Sería el caso de un motor a través del dispositivo de
protección contra sobrecargas y del contactor en posición de cierre.
El circuito eléctrico de control toma su tensión
frecuentemente a través de un transformador de control.
Control múltiple
En ciertas aplicaciones el control del contactor
puede tener lugar desde diferentes puntos. En estos casos, los botones de
desconexión deben estar colocados en serie y los de cierre en paralelo.
Figura 7: Control múltiple de un
contactor
Tipos
de contactores
Según su constitución, se distinguen los
contactores de armadura de trampilla, de palanca acodada, con electroimán de
alzada, y de núcleo magnético.
Figura 8: Diferentes construcciones
de contactores
Se construyen para corriente alterna o para
corriente continua; estos últimos funcionan más suavemente que los de corriente
alterna.
Aislamiento
en los contactores
Normalmente se emplean contactores sin fluidos
aislantes, llamados disyuntores al aire, que permiten una frecuencia de
interrupción de hasta 3000 interrupciones por hora. Como materiales de contacto
se emplea plata fina y aleaciones de plata.
En los contactores de baño de aceite, los
contactos y las piezas móviles están sumergidas en aceite. Con ello se evita la
suciedad y la corrosión. El desgaste por combustión de las piezas de contacto
es mayor en aceite que en el aire, acortándose así la duración del aparato. Los
contactores con aceite son indicados para frecuencias de interrupción de hasta
60 interrupciones por hora. El cobre es idóneo como material de contacto. Los
contactores en baño de aceite se emplean frecuentemente en instalaciones de
industrias químicas y en estancias húmedas.
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