El Contactor Electromagnético: Funcionamiento, Partes y Criterios de Selección

El Contactor

El contactor es un dispositivo de conexión y desconexión, con una única posición de reposo y accionamiento a distancia, que vuelve a la posición de desconectado cuando deja de actuar sobre él la fuerza que lo mantenía conectado. Interviene en el circuito de potencia a través de sus contactos principales (1-3-5-7, 2-4-6-8) y en el circuito de mando a través de sus contactos auxiliares (11-12, 13-14, 21-22, 5X-5X, 6X-6X, 7X-7X, 8X-8X).

El accionamiento más habitual del contactor suele ser de tipo electromagnético: al aplicar tensión a la bobina, esta crea un campo magnético que atrae un núcleo magnético y los contactos solidarios a él. Las ventajas de este sistema son: robustez, bajo mantenimiento, fiabilidad y gran número de maniobras.

Su fabricación abarca toda la gama de potencias, tanto para corriente continua como para corriente alterna, y tanto para baja tensión (12 V) como para alta tensión (kV).

Partes constructivas de un contactor electromagnético

Circuito magnético

Está formado por el núcleo y la bobina.

• Núcleo: es una pieza de chapa magnética apilada si el contactor es de corriente alterna (c.a.), o de hierro dulce macizo si es de corriente continua (c.c.). Tiene dos partes: una fija (núcleo) y otra móvil (armadura). El núcleo está ubicado en el interior de la bobina y es el encargado de atraer la armadura cuando esta es excitada. Dispone de una o dos espiras de desfase (espiras de Frager), que originan un flujo desfasado del principal para evitar que el flujo sea nulo en el núcleo cuando la corriente se anula, y por lo tanto también de la fuerza de atracción, lo que originaría una vibración audible.
• Armadura: está constituida por el mismo material que el núcleo y transmite el movimiento a los contactos (principales y auxiliares) cuando es atraída por el núcleo.

• Bobina: está formada por una carrete de material aislante sobre la que se bobina un número de espiras de hilo esmaltado en función de la tensión y tamaño del contactor. Es la encargada de crear el campo magnético en el núcleo necesario para atraer la armadura.

Contactos

Son los encargados de realizar la conexión o desconexión. Pueden ser principales, si actúan sobre el circuito de potencia, o auxiliares, si actúan sobre el circuito de mando. Unos son fijos y otros móviles, pero solidarios con la armadura.

• Los contactos principales deben ser capaces de soportar la intensidad nominal, así como la intensidad de sobrecarga.
• Su construcción suele realizarse con aleaciones de cobre y plata. Suelen aguantar millones de maniobras sin llegar a deteriorarse, aunque la apertura de los mismos con fuertes cargas inductivas reduce su vida útil.

Resortes

Están formados por muelles de acero. Su función es regular la presión entre los contactos y el muelle antagonista, siendo este último el encargado de separar bruscamente los contactos en el periodo de desconexión.

Cámaras

Son los compartimentos que abarcan el contacto, encargados de extinguir el arco eléctrico cuando se produce la apertura de los contactos y por ellos estaba circulando una corriente importante. El proceso de extinción consiste en alargar y dividir el arco eléctrico.

Soporte

Sistema que se encarga de sostener y fijar todas las partes constitutivas del contactor. Es de material aislante, bien termoplástico o termoestable.

Principio de funcionamiento

Cuando los extremos de la bobina se someten a una diferencia de potencial (c.c. o c.a.), por la misma circula una corriente que origina un campo magnético en el núcleo, suficiente para atraer la armadura y los contactos solidarios con ella (los NA se cierran y los NC se abren). En esta posición el contactor permanece hasta que la bobina deja de ser recorrida por la corriente y, por lo tanto, no genera campo magnético; entonces la armadura es desplazada y, con ella, los contactos, por la acción del muelle antagonista hasta la posición de reposo.

Elección de un contactor

Para elegir el contactor más adecuado para una aplicación determinada deben tenerse en cuenta los siguientes aspectos:

• Vida de un contactor: número de maniobras que el contactor es capaz de realizar sin sufrir ningún tipo de desperfecto.
• Poder de corte: valor de la intensidad que un contactor es capaz de interrumpir bajo la tensión dada y las condiciones de funcionamiento.
• Poder de cierre: valor de la intensidad que un contactor es capaz de establecer bajo la tensión dada y en las condiciones de funcionamiento.
• Intensidad de servicio: valor de la intensidad permanente que puede circular por los contactos sin que estos sufran ningún tipo de calentamiento.
• Categoría de empleo: especifica la forma de funcionamiento del contactor, el tipo de carga que va a mandar y la tensión que controla.

Categorías de aplicaciones

Corriente alterna (c.a.):

• AC-1: cargas no inductivas.
• AC-2: arranque de motores de rotor bobinado.
• AC-3: arranque y paro de motores de jaula de ardilla.
• AC-4: arranque, inversión y marcha a impulsos de motores en c.a.
• AC-15: electroimanes de contactores, válvulas, electroimanes de elevación.

Corriente continua (c.c.):

• DC-1: cargas no inductivas.
• DC-2: motores shunt: arranque, marcha y paro.
• DC-3: motores shunt: arranque, paro y marcha a impulsos.
• DC-4: motores serie: arranque, marcha y paro.
• DC-5: motores serie: arranque, paro y marcha a impulsos.

Por inversión se entiende la parada del motor y su inversión del sentido de la marcha por conmutación de 2 fases.

Por marcha a impulsos se entiende la puesta en marcha y parada del motor antes de que se establezca el régimen nominal de funcionamiento, con periodos cortos y frecuentes de funcionamiento.