0400 El Contactor

INSTALACIONES ELÉCTRICAS Y AUTOMÁTICAS. AUTOMATISMOS INDUSTRIALES

4.- ELEMENTOS DE CONTROL. CONTACTORES. 4.1.- EL CONTACTOR: Se da el nombre de contactor, a un interruptor mandado a distancia que vuelve a su posición de reposo cuando la fuerza de accionamiento deja de actuar sobre él. Se utiliza para el control de los circuitos de alimentación de todo tipo de motores eléctricos, resistencias, líneas de luminarias, etc. Es un aparato mecánico de conexión accionado por un electroimán que funciona en «todo o nada», (1 — 0). En el mercado existen con diferentes formas y tamaños, cuyo uso depende del tipo de circuito a controlar y la ubicación del mismo.

Aspecto de algunos modelos de contactores.

4.2.- PARTES DEL CONTACTOR.El contactor dispone de las siguientes partes: bobina, circuito magnético y contactos eléctricos.

Bobina.Es el órgano que puede ser controlado a distancia cuando se aplica tensión a sus bornes. Está formada por hilo esmaltado de pequeño diámetro y muchas espiras, bobinado sobre un pequeño carrete de material aislante. Los dos bornes de la bobina, están etiquetados como A1 y A2. Se fabrican para distintas tensiones de trabajo (12V, 24V, 48V, 230V, etc.), tanto para corriente alterna como para corriente continua. Se debe comprobar la tensión y el tipo de corriente de la bobina antes conectarla, ya que de otra forma se destruirá de forma irremediable. Departamento Electricidad – Electrónica I.E.S. POLITÉCNICO JESÚS MARÍN

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José Antonio Barrios Torres


Una de las averías clásicas en los contactores es quemarse la bobina del electroimán, debido la mayor parte de las veces, al incremento de corriente que se observa en el caso de que se ejecute un cierre imperfecto de las superficies magnéticas del electroimán. Dos causas motivan normalmente este desajuste:  La introducción de cuerpos extraños entre el núcleo y la armadura (polvo, grasa, etc.).  Que la tensión de accionamiento sea baja. En el primer caso, a consecuencia de que el entrehierro no queda bien ajustado, se produce un incremento de la intensidad para aumentar el flujo y conseguir atraer la armadura. Si esto no se consigue, el aumento de intensidad permanente, puede ocasionar el que se queme la bobina. En el segundo caso, si la tensión es pequeña, por debajo de lo que la bobina admite, para conseguir la atracción de la armadura será necesario que se incremente la intensidad, con lo que sobrepasaremos los límites calculados y entonces se quema. En cuanto al segundo caso existe menos posibilidad de avería ya que las bobinas se fabrican con un margen de tensión que suele oscilar en un 10% en más y un 15% en menos de su tensión nominal. (Por tanto, para una tensión nominal de 220V., la bobina admitirá tensión que oscilará entre 242V en más y 187V en menos). En corriente continua la variación oscila entre un 10% en más y 20% en menos. Circuito magnético.Consta de dos partes, la culata o núcleo y el martillo o armadura. La culata es la parte fija y en ella se aloja la bobina del contactor. El martillo o armadura es la parte móvil. Ambas partes se mantienen separadas en reposo debido a un dispositivo de resorte (muelle antagonista) que tira de la parte móvil. Cuando la bobina se alimenta con la tensión adecuada, la culata o núcleo se imanta atrayendo al martillo hacia ella. Habitualmente el circuito magnético no se ve desde el exterior, pero todos los contactores disponen de un elemento de indicación mecánica, que se hunde o cambia de posición, permitiendo conocer si está activado o no.

Espira de sombra: Al conectar el contactor a una red de corriente alterna, la corriente magnetizante y el flujo correspondiente pasan por cero dos veces cada período, la armadura por efecto de los muelles antagonistas tiende a abrirse momentáneamente a cada inversión del flujo. Esto produciría la vibración del electroimán, ruidos, intermitencia en la conexión y acortaría la vida del electroimán por los esfuerzos a que estaría sometido. Para evitar estos defectos, se coloca en los extremos de la pieza polar del electroimán una espira auxiliar llamada de “Sombra”. Departamento Electricidad – Electrónica I.E.S. POLITÉCNICO JESÚS MARÍN

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Esta es una espira de cobre en cortocircuito, en la que se induce una corriente alterna por efecto del flujo principal de la bobina de accionamiento. El flujo creado por esta espira está desfasada aproximadamente 120 grados respecto al flujo principal. Siempre que éste pasa por cero se produce un flujo auxiliar suministrado por la espira de sombra, que mantiene cerrada la armadura con el núcleo, hasta que vuelve a actuar de nuevo el flujo de la bobina principal. Con esto evitaremos la vibración en la armadura y su consiguiente deterioro. Contactos eléctricos.Están unidos mecánicamente a la parte móvil del circuito magnético. Cuando el martillo se desplaza, también lo hacen los contactos, abriendo los que están cerrados y cerrando los que están abiertos. Se pueden encontrar dos tipos de contactos: los de fuerza y los de mando o auxiliares. Los de fuerza están preparados para un mayor poder de corte y se encargan de controlar las cargas de potencia (motores, radiadores eléctricos, etc.). Los de mando se utilizan para tareas auxiliares y de control, estableciendo las condiciones de funcionamiento. Los de fuerza se encuentran etiquetados con los números 1-2-3 en las entradas y 4-5-6 en las salidas. Los contactos auxiliares se nombran con dos números, el primero nos indica el número de orden dentro del contactor (primero, segundo, tercero, etc.) y el segundo nos indica si es un contacto abierto (3-4) o un contacto cerrado (1-2).

En algunas ocasiones nos encontramos los contactores nombrados por su número característico, este número nos indica el número de contactos normalmente abiertos o normalmente cerrados que tiene, de la siguiente forma: Primera cifra: número de contactos normalmente abiertos. Segunda cifra: número de contactos normalmente cerrados.

KM21

KM12 Departamento Electricidad – Electrónica I.E.S. POLITÉCNICO JESÚS MARÍN

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A la mayoría se les pueden añadir contactos auxiliares mediante cámaras acoplables. Estas se fija por un sistema de conexión rápida, al cuerpo principal. Existe en diferentes formatos, para poder adaptarse a las necesidades. Lo normal es que sean instantáneos y tengan solo dos contactos 1NC+1NA o cuatro contactos 2NC+2NA. También los hay temporizados a la conexión y a la desconexión.

Instantáneos 2NC+2NA

Instantáneos 1NC+1NA

Temporizado a la desconexión

Temporizado a la conexión

4.3.- FUNCIONAMIENTO DEL CONTACTOR.Si conectamos la bobina a la red eléctrica a través de un interruptor, cuando el interruptor está abierto, el circuito magnético se encuentra inactivo y el martillo o armadura se mantiene separado de la culata o núcleo por el muelle antagonista. En esta situación, los contactos eléctricos, tanto los de fuerza como los auxiliares, se encuentran en su posición de reposo. Es decir, abiertos los abiertos y cerrados los cerrados. Conexión de un motor en una red eléctrica trifásica, a través de un contactor

Cuando se cierra el interruptor conectado al borne A1 de la bobina, se alimenta la bobina que rodea el electroimán, creando un campo magnético que cierra el circuito magnético, el contactor cambia la posición de la parte móvil de todos sus contactos, los principales y los auxiliares. Los principales o de potencia, normalmente abiertos, se cierran, estableciendo a través de ellos la conexión entre la red de alimentación y el receptor. Y los contactos cerrados se abren. Podemos decir que es un interruptor mandado a distancia que vuelve a su posición de reposo cuando la fuerza de accionamiento deja de actuar sobre él. Departamento Electricidad – Electrónica I.E.S. POLITÉCNICO JESÚS MARÍN

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Al dejar de alimentar la bobina, el campo magnético cesa, y el muelle antagonista separa de nuevo la armadura del núcleo, desplazando los contactos de fuerza y auxiliares a su posición inicial. De esta forma, si un motor trifásico se alimenta a través de los contactos de fuerza de un contactor, se puede parar y poner enmarca con un simple interruptor monopolar con escaso poder de corte.

4.4.- ELECCIÓN DE UN CONTACTOR: Los problemas que se plantean al proyectar equipos a contactores son muy numerosos y variados. Se refieren al accionamiento de circuitos eléctricos para lo que es necesario saber rápidamente el tamaño o condiciones de trabajo de cada contactor, para poder elegir el más apropiado en cada caso. Frente a un determinado problema a resolver, se deben considerar: 1) La naturaleza del dispositivo a maniobrar: Resistencia, motor de jaula o de anillos, inductancias, condensadores, transformador, horno de inducción, etc. 2) La naturaleza de la corriente: Continua o Alterna, y los valores de la Tensión y de la Intensidad. 3) El número de maniobra por hora. 4) El régimen transitorio de cierre del circuito que implica a veces puntas de intensidad muy importante. 5) Tensión de funcionamiento de la bobina con respecto a la tensión de la línea. 6) La naturaleza del medio ambiente al que están expuestos los contactores Temperatura ambiente, atmósfera salinas o corrosivas, etc. Para elegir un contactor se deben tener en cuenta:  Poder de corte: Valor de la intensidad que un contactor es capaz de interrumpir bajo una tensión dada y las condiciones prescritas de empleo y funcionamiento.  Poder de cierre: El valor de la intensidad que un contactor es capaz de restablecer bajo una tensión dada y en las condiciones prescritas de empleo y funcionamiento.  Intensidad de servicio. El valor de la intensidad permanente que circula por sus contactos principales.

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Clasificación de los contactores según el tiempo que permanezcan conectados, pasando corriente por los contactos:  Empleo ininterrumpido.- Empleo en el cual los contactos principales pueden permanecer cerrados durante un tiempo ilimitado, estando recorridos por su corriente de utilización.  Empleo de 8 horas.- Periodo en el cual los contactos principales del contactor pueden permanecer cerrados durante un tiempo suficiente para alcanzar el equilibrio térmico, pero que no sobrepase las ocho horas sin interrupción. Al final de este tiempo el contactor debe haber efectuado al menos una desconexión en carga.  Empleo temporal.- Empleo durante el cual los contactos principales del contactor, pueden permanecer cerrados (estando recorridos por la corriente de utilización), durante un tiempo insuficiente para que el circuito principal haya alcanzado el equilibrio térmico, seguido de un tiempo de reposo suficiente para que el circuito principal adquiera la temperatura ambiente.  Empleo intermitente.- Empleo constituido por la sucesión de ciclos iguales, compuestos cada uno por un tiempo de conexión y un tiempo de desconexión, siendo la duración de cada tiempo insuficiente para alcanzar, el circuito principal, el equilibrio térmico. Para la clasificación de los aparatos dentro del empleo intermitente, según el número de maniobras que puedan efectuar en una hora, se establecen cinco clases de usos siguientes:


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Verificación de los poderes de cierre y de corte asignados a las diversas categorias de empleo.


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