¿Qué es un contactor? ¿Cómo seleccionar un contactor?

¿Qué es un contactor?

Un contactor es un tipo de relé electromagnético diseñado para conmutar (abrir o cerrar) circuitos eléctricos de potencia. A diferencia de un relé, que se usa típicamente en circuitos de control de baja potencia, un contactor está construido para manejar corrientes elevadas, como las que se encuentran en motores eléctricos, iluminación industrial o sistemas de calefacción. Su función principal es controlar una gran carga de energía a distancia y de forma segura, utilizando una señal de control de bajo voltaje.

Principio de funcionamiento
El principio de funcionamiento de un contactor se basa en el electromagnetismo. Un contactor consta de varios componentes clave:

• Bobina: Es un electroimán que, al ser energizado con una corriente de control, genera un campo magnético.

• Armadura (móvil): Es la parte metálica que se mueve al ser atraída por el campo magnético de la bobina.

• Contactos (fijos y móviles): Son los puntos de conexión. Los contactos principales (de potencia) transportan la corriente a la carga, mientras que los contactos auxiliares (de control) se usan para funciones de señalización o enclavamiento.

El proceso es el siguiente:

1. Activación: Se aplica una tensión de control a la bobina del contactor.

2. Generación de campo: La bobina se convierte en un electroimán y atrae la armadura móvil.

3. Cierre de contactos: El movimiento de la armadura hace que los contactos móviles se unan a los contactos fijos, cerrando el circuito principal y permitiendo que la corriente fluya hacia la carga (por ejemplo, encendiendo un motor).

4. Desactivación: Cuando se interrumpe la tensión de la bobina, el campo magnético desaparece.

5. Apertura de contactos: Un muelle devuelve la armadura a su posición original, separando los contactos y abriendo el circuito, lo que desconecta la alimentación a la carga.

A continuación se adjunta la descomposición de un contactor, en este caso un Tesys D (LC1D), pero básicamente los contactores son similares en cuanto a su composición.

¿Cómo seleccionar un contactor?

Para seleccionar un contactor, es importante considerar algunos factores clave:

1. Corriente nominal del circuito de potencia: Determina la corriente máxima que el contactor puede manejar de manera segura. Asegúrate de que la corriente nominal sea igual o mayor que la corriente de carga que deseas controlar. En muchos casos en lugar de la corriente se indica la potencia de la carga en KW.

2. Voltage nominal del circuito de potencia: Tensión que tiene que soportar el circuto de potencia, además es importante indicar si es DC (corriente continua) o AC (corriente alterna).

3. Voltaje de control: El contactor debe tener una bobina de control que coincida con el voltaje de tu sistema.

4. Número de polos: Elige un contactor con el número de polos adecuado para tu aplicación. Los contactores de 3 polos son comunes para aplicaciones trifásicas, mientras que los de 1 polo se utilizan en aplicaciones monofásicas.

5. Estado de los polos de potencia en reposo (NO/NC): Los polos de potencia del contactor normalmente se encuentran abiertos (NO/NA) pero también se pueden solicitar algunos de ellos NO (normalmente abiertos) y otros NC (normalmente cerrados). Si no se indica es NO (normalmente open/abiertos).

6. Tipo de carga/Categoría: Considera si la carga que deseas controlar es resistiva, inductiva o capacitiva. Algunos contactores están diseñados específicamente para manejar ciertos tipos de carga, por lo que es importante seleccionar el contactor adecuado para evitar daños o problemas de funcionamiento. Ver apéndice Categorías de los contactores.

   Las categorías más comunes son:

   • AC-1: Para cargas puramente resistivas o cargas con inductancia leve (hornos, calefactores).

   • AC-3: Para motores de jaula de ardilla (motores asíncronos), que requieren que el contactor maneje la corriente de arranque y corte la corriente nominal.

7. Número de contactos auxiliares y tipo (NO/NC): Además de los contactos de potencia, los contactores disponen de algunos contactos auxiliares integrados o la posibilidad de añadírselos.

Ejemplo de selección de un contactor:
Contactor de 3 polos, 12A, 380V AC3, 1 contacto NO, bobina a 230VAC.
Corriente nominal del circuito de potencia: 12A
Voltage nominal del circuito de potencia: 380VAC
Voltaje de control: 230VAC
Número de polos: 3P
Estado de los polos de potencia en reposo (NO/NC): Si no se indica en NO
Tipo de carga/Categoría: AC3
Número de contactos auxiliares y tipo (NO/NC): 1NO

La referencia LC1D09P7 o LC1D09P5 se ajustaría a los requisitos de cliente.

¿Cuál es la gama de contactores de Schneider Electric?

La gama de contactores disponibles dentro del portafolio de Schneider Electric básicamente de categorizan en función de la corriente nominal que va a circular por ellos:

• Tesys K: De 6 a 16A. No admite la posibilidad de cambiar las bobinas de control. (https://download.schneider-electric.com/files?p_Doc_Ref=B8 - Contactors_P_EN)

• Tesys D: de 9 a 150A (AC3) o de 9 a 200A en (AC1) (https://download.schneider-electric.com/files?p_Doc_Ref=B8 - Contactors_P_EN)

• Tesys Giga: De 115A a 800A. No admite la posibilidad de cambiar la bobina de control. (https://download.schneider-electric.com/files?p_Doc_Ref=MKTED210011EN&p_enDocType=Catalog&p_File_Name=MKTED210011EN.pdf)

Para más bajas corrientes disponemos de unos relés o también llamados minicontactores:
https://download.schneider-electric.com/files?p_Doc_Ref=B7 - Control relays_P_EN

El más interesante de ellos es del CAD50/CAD32 ya que dispone de 5 contactos NO y 3NO+2NC respectivamente.

APENDICE:
¿Cuáles son las categorías de empleo de los contactores?

La norma UNE EN 60947-4 define las categorías de empleo utilizadas en contactores. Las más comunes son AC1 y AC3, pero a continuación se indican otras:

En corriente alterna

AC-1

Esta categoría se aplica a todos los tipos de dispositivos de corriente alterna con un factor de potencia igual o superior a 0,95. Ejemplos de aplicación: calefacción, distribución.

AC-2

Esta categoría se aplica al arranque, la conexión y el avance lento de motores de anillos rozantes.  Al cerrarse, el contactor genera la corriente de arranque, que es 2,5 veces superior a la corriente nominal del motor. Al abrirse, deberá cortar la corriente de arranque, a una tensión inferior o igual a la tensión de alimentación de red.

AC-3

Esta categoría se aplica a los motores de jaula de ardilla durante el funcionamiento normal del motor.  Al cerrarse, el contactor genera la corriente de arranque, que es de 5 a 7 veces superior a la corriente nominal del motor. Al abrirse, corta la corriente nominal absorbida por el motor; en este punto, la tensión en los terminales de contactor es alrededor de un 20% de la tensión de alimentación de red. El corte es ligero.

Ejemplos de aplicación: todos los motores de jaula de ardilla estándar: ascensores, escaleras mecánicas, cintas transportadoras, elevadores de cubos, compresores, bombas, mezcladores, unidades de aire acondicionado, etc.

AC-4

Esta categoría cubre las aplicaciones con frenado por inversión y el avance lento de motores de jaula de ardilla y de anillo rozante. Al cerrarse, el contactor genera un pico de corriente que puede ser de 5 a 7 veces superior a la corriente nominal del motor. Al abrirse, corta esta misma corriente a una tensión que será mayor cuanto menor sea la velocidad del motor. Esta tensión puede ser igual a la tensión de red. El corte es severo.

Ejemplos de aplicación: máquinas de impresión, máquinas de trefilado, grúas y equipos de elevación, industria de la metalurgia.

En corriente continua

DC-1

Esta categoría se aplica a todos los tipos de dispositivos de carga de corriente continua con una constante de tiempo (L/R) inferior o igual a 1 ms.

DC-3

Esta categoría se aplica al arranque, frenado por contracorriente y avance de motores en derivación. Constante de tiempo y 2 ms.  Al cerrarse, el contactor genera la corriente de arranque, que es 2,5 veces la corriente nominal del motor.

Publicado para: Schneider Electric España