Contactores de CA y CC: Tipos y funciones

Introducción

Definición de contactor

Un contactor eléctrico es un dispositivo electromecánico utilizado para controlar el flujo de corriente eléctrica en circuitos de alta potencia. Funciona como un interruptor que puede abrir o cerrar conexiones en un circuito, lo que permite controlar a distancia dispositivos eléctricos como motores, sistemas de iluminación y equipos de calefacción.

Componentes clave de un contactor

1. Bobina electromagnética: Este es el componente central que genera un campo magnético cuando recibe corriente. Este campo magnético atrae una armadura móvil, que a su vez abre o cierra los contactos dentro del contactor.
2. Contactos: Son elementos conductores que realizan o interrumpen físicamente la conexión eléctrica. Los contactores suelen tener dos tipos de contactos:
   • Contactos de alimentación principal: Responsable de llevar la corriente pesada a la carga.
   • Contactos auxiliares: Se utiliza con fines de control y señalización, a menudo como interfaz con otros dispositivos.
3. Recinto: El contactor está alojado en una caja que protege sus componentes internos de factores ambientales como el polvo y la humedad, y garantiza la seguridad al evitar el contacto accidental con piezas bajo tensión.
4. Mecanismo de supresión de arco: Para evitar la formación de arcos cuando los contactos se abren o se cierran, los contactores suelen incluir mecanismos como los conductos de arco diseñados para extinguir los arcos rápidamente.

Hay 6 terminales de potencia y 2 terminales de bobina (A1 y A2) para alimentación de CA trifásica. De los 6 terminales, 3 terminales L1, L2, y L3 se conectan como entrada con la fuente de alimentación principal que viene generalmente del MCB, y otros 3 terminales T1, T2, y T3 como salida con el motor, ORL, temporizador, y otro circuito de control.

La provisión adicional para el bloque auxiliar se proporciona con "NO" y "NC" de acuerdo con la aplicación del instrumento como se muestra en el diagrama de terminales del contactor de CA.

Crédito a https://peacosupport.com/blog/what-is-contactor

Principio de funcionamiento

Como se muestra en el diagrama, una corriente suministrada en forma de CA o CC al terminal A1 de la bobina energiza la bobina generando un campo electromagnético para poner en contacto la parte móvil de la bobina con la parte fija. Ahora, la corriente comienza a fluir desde el terminal de entrada "R Y B" del contactor a la salida del contactor y actúa como un interruptor encendido. Mientras que otro terminal de la bobina A2 se conecta al neutro para completar el circuito.

Cuando se interrumpe la alimentación del contactor, la bobina móvil del contactor vuelve a su posición original debido a la fuerza ejercida por el muelle de retorno. En este momento, no habrá ningún flujo de corriente de la entrada a la salida del contactor y éste actuará como desconexión.

A continuación se muestra el diagrama de cableado de control para DOL.

Tipos de contactores

• Contactores de CA: Diseñado para aplicaciones de corriente alterna, comúnmente encontradas en maquinaria industrial y sistemas de iluminación.
• Contactores CC: Fabricado específicamente para aplicaciones de corriente continua, como vehículos eléctricos y sistemas de energías renovables.

Diferencia entre contactores de CA y CC

Las diferencias entre Contactores de CA y Contactores CC son significativas, debido sobre todo a sus características de diseño y funcionamiento. He aquí una comparación detallada:

Principales diferencias

Característica	Contactor de CA	Contactor CC
Diseño de la bobina	Bobina fina y larga, de cobre.	Bobina corta y gorda, a menudo de hierro fundido o material macizo.
Material del núcleo	Fabricado con láminas de acero al silicio laminado para reducir las corrientes parásitas.	De hierro dulce macizo o acero fundido, sin necesidad de laminación.
Resistencia eléctrica	Menor resistencia, genera más calor.	Mayor resistencia, genera menos calor.
Supresión de arcos	Utiliza dispositivos de extinción de arco de rejilla.	Utiliza dispositivos magnéticos de extinción de arco por soplado.
Frecuencia de funcionamiento	Normalmente funciona hasta 600 veces por hora.	Puede funcionar hasta 2000 veces por hora.
Corriente de arranque	Corriente de arranque más elevada, no adecuada para operaciones frecuentes.	Corriente de arranque más baja, diseñada para un funcionamiento frecuente.
Caso práctico	Se utiliza principalmente para circuitos de CA (por ejemplo, motores, iluminación).	Se utiliza para circuitos de corriente continua (por ejemplo, vehículos eléctricos, sistemas fotovoltaicos).
Configuración de contactos	Generalmente tiene más polos (por ejemplo, trifásico).	Suele tener menos polos (por ejemplo, bipolar).

Explicación detallada

1. Diseño y resistencia de la bobina: Los contactores de CA tienen bobinas con menos espiras y menor resistencia en comparación con los contactores de CC, que tienen más espiras y mayor resistencia debido a la necesidad de un campo magnético más fuerte para funcionar eficazmente en circuitos de CC.
2. Material del núcleo: El núcleo de un contactor de CA está hecho de láminas de acero al silicio laminado para minimizar las pérdidas debidas a las corrientes parásitas cuando la corriente alterna fluye a través de él. En cambio, los contactores de CC pueden utilizar materiales sólidos, ya que no experimentan las mismas pérdidas.
3. Mecanismo de supresión de arco: Los contactores de CA suelen utilizar dispositivos de extinción de arcos de red, mientras que los contactores de CC emplean mecanismos de soplado magnético para extinguir los arcos que se producen al abrirse o cerrarse los contactos.
4. Frecuencia de funcionamiento y manejo de corriente: Los contactores de CA están limitados a unas 600 operaciones por hora debido a sus restricciones de diseño, mientras que los contactores de CC pueden realizar hasta 2.000 operaciones por hora, lo que los hace adecuados para aplicaciones que requieren conmutaciones frecuentes.
5. Idoneidad de la aplicación: Los contactores de CA son ideales para controlar cargas de CA, como motores y sistemas de iluminación, mientras que los contactores de CC son esenciales en aplicaciones con corriente continua, como vehículos eléctricos y sistemas de energías renovables.

Cómo seleccionar el contactor adecuado

Seleccionar el contactor adecuado para su aplicación implica varias consideraciones críticas para garantizar un rendimiento y una seguridad óptimos. A continuación le ofrecemos un enfoque estructurado para guiarle en el proceso de selección:

Consideraciones clave para seleccionar un contactor

1. Características de carga:
   • Clasificación actual: Determine la corriente de funcionamiento (le) de la carga. El contactor debe estar dimensionado para soportar esta corriente sin sobrecalentarse.
   • Tensión nominal: Asegúrese de que la tensión nominal (Ue) del contactor coincide o supera la tensión de alimentación de su aplicación.
   • Tipo de carga: Identifique si la carga es resistiva, inductiva o capacitiva, ya que esto afecta a la elección del tipo de contactor y sus valores nominales.
2. Tamaño del contactor:
   • Considere el tamaño del contactor en función de la potencia del motor y su ciclo de trabajo. Las operaciones frecuentes de encendido/apagado pueden requerir un contactor más grande debido a las mayores corrientes de irrupción durante el arranque.
3. Especificaciones de la bobina:
   • Compruebe la tensión nominal de la bobina para asegurar la compatibilidad con su circuito de control. La tensión nominal de la bobina debe coincidir con la tensión suministrada para activar la bobina.
   • Comprender las tensiones de arranque y de desconexión, que indican los umbrales de funcionamiento para la conexión y desconexión de los contactos.
4. Configuración de contactos:
   • Evalúe el número de contactos principales necesarios (normalmente abiertos o normalmente cerrados) en función de los requisitos de su circuito.
   • Considere los contactos auxiliares para funciones adicionales de control y señalización, que pueden no transportar la misma corriente que los contactos principales.
5. Condiciones medioambientales:
   • Evalúe la temperatura ambiente, la humedad y la posible exposición a polvo o productos químicos. Elija un contactor con las clasificaciones ambientales y las carcasas adecuadas para soportar estas condiciones.
6. Tipo de aplicación:
   • Las distintas aplicaciones pueden requerir tipos específicos de contactores (por ejemplo, contactores de propósito definido para sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado). Asegúrese de elegir un contactor adecuado para las necesidades específicas de su aplicación.
7. Características de seguridad:
   • Busque funciones de seguridad integradas, como mecanismos de supresión de arcos, protección contra sobrecargas y relés térmicos, si procede. Estas características aumentan la fiabilidad y evitan daños en caso de avería.
8. Reputación del fabricante:
   • Seleccione un fabricante de renombre conocido por la calidad y fiabilidad de sus productos. Esto puede repercutir significativamente en la durabilidad y los costes de mantenimiento a lo largo del tiempo.

Cómo probar un contactor

Probar un contactor de CA es esencial para garantizar su correcto funcionamiento y fiabilidad en los sistemas eléctricos. Aquí tienes una guía paso a paso sobre cómo probar eficazmente un contactor de CA:

Herramientas necesarias

• Multímetro: Para medir la tensión, la resistencia y la continuidad.
• Destornillador: Para acceder al contactor.
• Guantes y gafas de seguridad: Para la protección personal durante las pruebas.

Procedimiento de ensayo

Paso 1: Desconectar la alimentación

Antes de iniciar cualquier prueba, asegúrese de que la alimentación eléctrica de la unidad de CA está desconectada. Localice el disyuntor o el interruptor de desconexión y apáguelo para evitar riesgos eléctricos.

Paso 2: Inspección visual

Inspeccione el contactor en busca de signos visibles de daños, tales como:

• Contactos quemados o fundidos
• Decoloración o picaduras en las superficies de contacto
• Conexiones sueltas o suciedad excesiva

Si se detecta algún daño, puede ser necesario sustituir el contactor.

Paso 3: Comprobar la resistencia de la bobina

1. Coloque el multímetro en la posición de resistencia (Ω).
2. Mida la resistencia en los terminales de la bobina del contactor.
   • Una lectura de 0 Ω indica un cortocircuito.
   • Una lectura de infinito (OL) indica un circuito abierto.
   • Una lectura normal debe situarse dentro del intervalo especificado por el fabricante.

Paso 4: Comprobación de la tensión

1. Con la alimentación conectada de nuevo, ajuste el multímetro para medir la tensión alterna.
2. Coloque las sondas en los bornes de entrada del contactor.
3. Compruebe que la tensión coincide con las especificaciones indicadas en el contactor. Si es significativamente inferior o superior, puede haber un problema con la fuente de alimentación.

Paso 5: Comprobar la continuidad

1. Ponga su multímetro en modo continuidad (si dispone de él).
2. Con la alimentación desconectada, conecte las sondas a los terminales de salida del contactor.
3. Cuando esté encendido, active el contactor (manualmente o a través de su circuito de control).
4. El multímetro debe indicar continuidad (una lectura de baja resistencia) cuando los contactos están cerrados.

Paso 6: Inspeccionar los contactos

Mientras está activado, inspeccione visualmente los contactos para:

• Signos de arco eléctrico o picaduras
• Funcionamiento suave y sin vacilaciones

Si observa irregularidades, puede indicar que los contactos están desgastados y deben sustituirse.

Paso 7: Realice una prueba de carga (opcional)

1. Desconecte los cables del lado de carga del contactor.
2. Mida la resistencia entre el lado de la línea y el lado de la carga en posición abierta y cerrada.
3. Las lecturas deben mostrar diferencias significativas; si no es así, esto indica un contactor defectuoso.

Para una guía visual, puede consultar este vídeo

Marcas y modelos habituales de contactores

VIOX Eléctrico

Ventaja de marca: Una marca china reconocida por sus precios competitivos, su fiabilidad y su amplia gama de productos.

Modelos recomendados:

• Contactor de CA VIOX CJX2-2510
• VIOX CJX2-3211 Contactor de CA

EATON

Eaton Corporation plc es una empresa global de gestión de la energía con sede en Dublín, Irlanda, especializada en soluciones de energía eléctrica, hidráulica y mecánica energéticamente eficientes para diversas industrias de todo el mundo.

Modelos recomendados:

• XTCE015B01B: Contactor magnético IEC de EATON: No Reversible, 3 Polos, 15 A, 240V AC Bobina, 1NC, Tamaño de Marco B
• CE15DNS3AB: Contactor IEC de la serie Freedom de Eaton
• W+201K5CF: Contactor Eaton W+201K5CF Contactor de 3 polos con una intensidad nominal de 270 amperios y una tensión nominal de 600 V.
• XTCF200G00T: Contactor magnético IEC de EATON: No reversible, 4 polos, 115 A, bobina de 24 V CA, tamaño de bastidor G

Siemens AG

Líder mundial en ingeniería eléctrica y automatización, Siemens ofrece una amplia gama de contactores de alta calidad, incluidos los tipos de CA y CC, diseñados para diversas aplicaciones industriales, haciendo hincapié en la eficiencia energética, la fiabilidad y las soluciones innovadoras en los sistemas de distribución y control de energía.

Modelos recomendados:

• 3RT20181BB41: Contactor magnético IEC de SIEMENS: No Reversible, 3 Polos, 16 A, 24V DC Bobina, 1NO, Tamaño S00
• LEN00C003120B: Siemens Clase LE Contactor 3 polos 3 fases 600V 30A 120V bobina
• 3RT2027-1AK60: FURNAS SIEMENS Contactor, 120V, 3 Polos: Para la marca Furnas Siemens, 3RT2027-1AK60

Conclusión

Los contactores desempeñan un papel crucial en los sistemas eléctricos modernos, ya que son la columna vertebral del control y la distribución de energía. Ya sean de CA o de CC, estos dispositivos ofrecen ventajas únicas adaptadas a diferentes aplicaciones. Comprender las diferencias entre los contactores de CA y CC, saber seleccionar el adecuado para sus necesidades y ser capaz de probarlos y mantenerlos correctamente son habilidades esenciales para los profesionales de la electricidad.

A medida que avanza la tecnología, marcas como VIOX Electric, EATON y Siemens continúan innovando, proporcionando soluciones de contactores más eficientes, fiables y versátiles. Al mantenerse informados sobre los últimos avances y las mejores prácticas en tecnología de contactores, los ingenieros y técnicos pueden garantizar sistemas eléctricos más seguros y eficientes en diversos sectores.