ESCUELA DE EDUCACION TECNICA “SAN JOSE”DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA MÁQUINAS E INSTALACIONES ELÉCTRICO ELECTRÓNICAS LOGICA CABLEADA: EL CONTACTOR 2012 Un contactor accionado por energía eléctrica. tanto en continua como en alterna siendo las más comúnmente utilizadas. incluso las de sobrecarga.). soportar e interrumpir. marcha a impulsos y frenado por inversión. (rotor bobinado) AC-3 Para cargas fuertemente inductivas (cos φ = 0. de aquí que su sección será mínima. apertura-cierre de puertas automáticas. También los elementos que controlarán dichas corrientes (pulsadores NA y NC) no serán onerosos. ya que de lo contrario. Esto equivale a decir que los contactores son capaces de controlar potencias dentro de un amplio margen.454 VA.65) . y si es trifásica 3 x 220V x 25A=16. puente grúa. Una de las características importantes de un contactor será la tensión a aplicar a la bobina de accionamiento(tensión de comando). pero si el cos φ de la carga que se alimenta a través del contactor es menor que uno. Por lo general. dispondremos de una extensa gama de tensiones de accionamiento.Electrónica EETPI 8013 SAN JOSE EL CONTACTOR. La intensidad y potencia de la bobina. I (Comité Electrotécnico Internacional). también magnética.35 a 0. por ejemplo. generalmente comprendida entre 5 A y varios cientos de amperios. El tamaño de un contactor. Es el medio perfecto para el comando de una carga desde distintos puntos en forma independiente (Ejemplo: ascensor. solidaria al dispositivo encargado de accionar los contactos eléctricos. Podemos definir un contactor como un aparato electromecánico de conexión y desconexión eléctrica. así. depende de la intensidad que es capaz de establecer. Según sea el fabricante. Ventajas de los contactores: Las principales ventajas del contactor es constituirse como un interruptor a distancia en donde solo se necesita energizar su bobina para que al cerrar sus contactos se gobierne la carga o máquina conectada. soportar e interrumpir corrientes en condiciones normales del circuito. que naturalmente aumentan a medida que disminuye el cos φ . Cuando el fabricante establece la corriente característica de un contactor. naturalmente dependen del tamaño del contador.500 VA. consta de un núcleo magnético y de una bobina capaz de generar un campo magnético suficientemente grande como para vencer la fuerza del resorte que mantiene separada del núcleo una pieza. conectado en una red bifásica de 380 V. el contactor ve reducida su vida como consecuencia de los efectos destructivos del arco eléctrico. Naturalmente nos referimos a receptores cuya carga sea puramente resistiva (cos φ = 1). las condiciones de trabajo de los contactos quedan notablemente disminuidas. sobre catálogo y según el fabricante. los contactores que utilicemos referirán sus características a las recomendaciones C. E. 24. 48. Arranque y desconexión de motores de jaula. AC-4 Para motores de jaula: Arranque. podremos observar contactores dentro de una extensa gama. 110. Maquinas e instalaciones eléctrico – electrónicas 2012 1/11 . un contactor para 25 A. accionado por energía eléctrica. etc. que establecen los siguientes tipos de cargas: AC-1 Para cargas resistivas o débilmente inductivas cos φ = 0. Referente a la intensidad nominal de un contactor. es capaz de controlar receptores de hasta 380Vx25A=9.Lógica cableada: el contactor 4° año . AC-2 Para cargar inductivas (cos φ = 0.Arranque e inversión de marcha de motores de anillos rozantes. así como del número de contactos de que dispone (mínimo cuatro NA).95. 220 y 380. DEFINICION Y GENERALIDADES. Desde el punto de vista económico representa una solución óptima ya que el cableado utilizado no soportará la corriente de la carga ni sus variaciones sino solamente la corriente de la bobina del contactor.65). lo hace para cargas puramente óhmicas y con ella garantiza un determinado número de maniobras. otra es la intensidad ó potencia que pueden manejar sus contactos y otra es el tipo de servicio y carga que alimentará. capaz de establecer. El flujo magnético produce un par magnético que vence los pares resistentes de los resortes de manera que la armadura se puede juntar con el núcleo estrechamente. Esta compuesto por una serie de elementos cuya finalidad es transformar la energía eléctrica en un campo magnético muy intenso mediante el cual se produce un movimiento mecánico aprovechando las propiedades electromagnéticas de ciertos materiales.Lógica cableada: el contactor 4° año . el cableado de control será sencillo respecto de uno que controle desde varios puntos la fuerza. para lo cual es fabricada en un material no conductor con propiedades como la resistencia al calor. esta corriente tiene factor de potencia por consiguiente alto. Para el caso cuando una bobina se energiza con corriente alterna.Electrónica EETPI 8013 SAN JOSE Desde el punto de vista de la simplicidad del circuito. Figura 1: esquema de las partes de un contactor Figura 2:Aspecto fisico externo de un contactor PARTES DEL CONTACTOR. y un alto grado de rigidez. También es denominado circuito electromagnético. ELECTROIMAN.8 a 0. Consiste en una arrollamiento de alambre de cobre con unas características muy especiales con un gran número de espiras y de sección muy delgada para producir un campo magnético. La carcaza es el elemento en el cual se fijan todos los componentes conductores del contactor. DESCRIPCION DEL CONTACTOR. sobre todo si se trata de cargas trifásicas. del orden de 0.9 y es llamada corriente de llamada. o Bobina energizada con CA. Uno de los mas utilizados materiales es la fibra de vidrio pero tiene un inconveniente y es que este material es quebradizo y por lo tanto su manipulación es muy delicada. y es el elemento motor del contactor. ya que la reactancia inductiva de la bobina es muy baja debido al gran entrehierro que existe entre la armadura y el núcleo. Maquinas e instalaciones eléctrico – electrónicas 2012 2/11 . CARCAZA. se produce una corriente de magnitud muy alta puesto que solo se cuenta con la resistencia del conductor. En caso de quebrarse alguno de los componentes no es recomendable el uso de pegantes. BOBINA. Este espacio de separación se denomina entrehierro o cota de llamada. por esto se pueden presentar dos situaciones. La única resistencia presente es la resistencia de la bobina misma. Figura 3: Representación de contactos NC y NA respectivamente El objeto de estos elementos es permitir o interrumpir el paso de la corriente. los cuales se accionan tan pronto se energiza o se desenergiza la bobina por lo que se Maquinas e instalaciones eléctrico – electrónicas 2012 3/11 . Su función es concentrar y aumentar el flujo magnético con el fin de atraer la armadura eficientemente. o Bobina energizada con CC. el núcleo se separa de la armadura puesto que el flujo también es cero pero como esto sucede 100 veces en un segundo (si la frecuencia es de 50Hz) por lo cual en realidad no hay una verdadera separación pero esto sin embargo genera vibraciones y un zumbido además del aumento de la corriente de mantenimiento. En este caso no se presenta el fenómeno anterior puesto que las corrientes de llamada y de mantenimiento son iguales. son elementos conductores. es utilizada para accionar los contactos que obran como interruptores.Electrónica EETPI 8013 SAN JOSE Esta corriente elevada produce un campo magnético muy grande capaz de vencer el par ejercido por los muelles o resortes que los mantiene separados y de esta manera se cierra el circuito magnético uniéndose la armadura con el núcleo trayendo como consecuencia el aumento de la reactancia inductiva y así la disminución de hasta aproximadamente diez veces la corriente produciéndose entonces una corriente llamada corriente de mantenimiento con un factor de potencia más bajo pero capaz de mantener el circuito magnético cerrado. todo debido a las características del muelle. Cuando circula una corriente alterna por la bobina es de suponerse que cuando la corriente pasa por el valor cero. Tanto el cierre como la apertura del circuito magnético suceden en un espacio de tiempo muy corto (10 milisegundos aproximadamente). Estos contactos están unidos mecánicamente (son solidarios) pero están separados eléctricamente. CONTACTOS. Para que todo este procedimiento tenga éxito las bobinas deben ser dimensionadas para trabajar con las corrientes bajas de mantenimiento pues si no se acciona el mecanismo de cierre del circuito magnético la corriente de llamada circulará un tiempo más grande del previsto pudiendo así deteriorar la bobina. Es un elemento móvil muy parecido al núcleo pero no posee espiras de sombra. no se logra atraer la armadura. Cada una de las acciones de energizar o desenergizar la bobina y por consiguiente la atracción o separación de la armadura. permitiendo o interrumpiendo el paso de la corriente. por esto las bobinas que operan con corriente alterna poseen unos dispositivos llamados espiras de sombra las cuales producen un flujo magnético desfasado con el principal de manera que se obtiene un flujo continuo similar al producido por una corriente continua.Lógica cableada: el contactor 4° año . Está construido de láminas de acero al silicio superpuestas y unidas firmemente unas con otras con el fin de evitar las corrientes parásitas. Cuando el par resistente es mayor que el par electromagnético. su función es la de cerrar el circuito magnético ya que en estado de reposo se encuentra separada del núcleo. Si el par resistente es débil no se lograra la separación rápida de la armadura. NUCLEO. ARMADURA. sin riesgo de daño de los contactos y de los aislantes de la cámara apagachispas. Normalmente los contactos auxiliares son: Instantáneos: Actúan tan pronto se energiza la bobina del contactor. o CONTACTOS PRINCIPALES O DE FUERZA: Son los encargados de permitir o interrumpir el paso de la corriente en el circuito principal. Debido a que operan bajo carga. De apertura positiva: Los contactos abiertos y cerrados no pueden coincidir cerrados en ningún momento.Lógica cableada: el contactor 4° año . principales y auxiliares. En estado de reposo se encuentra cerrado. Cuando la bobina se energiza genera un campo magnético intenso. o CONTACTOS AUXILIARES: Son contactos de control que no vienen en el contactor pero que se pueden agregar a él en forma frontal o lateral para ampliar el número de contactos de control. con un movimiento muy rápido. es determinante poder extinguir el arco que se produce puesto que esto deteriora el dispositivo ya que produce temperaturas extremadamente altas. ♦ Poder de corte: Valor de la corriente que el contactor puede cortar. Sin embargo se encuentran contactos auxiliares con adelanto al cierre o a la apertura y con retraso al cierre o a la apertura. Existen dos clases de contactos auxiliares: Contacto normalmente abierto: (NA o NO). de manera que el núcleo atrae a la armadura. Gran parte de la versatilidad de los contactores depende del correcto uso y funcionamiento de los contactos auxiliares. Con este movimiento todos los contactos del contactor. Las partes que entran en contacto deben tener unas características especiales puesto que al ser accionados bajo carga. también las características mecánicas de estos elementos son muy importantes. contacto cuya función es abrir un circuito. se presenta un arco eléctrico el cual es proporcional a la corriente que demanda la carga. que un contactor puede establecer en forma satisfactoria y sin peligro que sus contactos se suelden. o CONTACTOS SECUNDARIOS O DE CONTROL: Estos contactos secundarios se encuentran dimensionados para corrientes muy pequeñas porque estos actúan sobre la corriente que alimenta la bobina del contactor o sobre elementos de señalización. De apertura lenta: La velocidad y el desplazamiento del contacto móvil es igual al de la armadura. estos arcos producen sustancias que deterioran los contactos pues traen como consecuencia la corrosión. Contacto normalmente cerrado: (NC). En estado de reposo se encuentra abierto. llamado también contacto instantáneo de cierre: contacto cuya función es cerrar un circuito. Maquinas e instalaciones eléctrico – electrónicas 2012 4/11 . cambian inmediatamente y de forma solidaria de estado. para esto. La corriente es más débil en cuanto más grande es la tensión. tan pronto se energice la bobina del contactor. Estos contactos actúan algunos milisegundos antes o después que los contactos instantáneos. es decir que actúa sobre la corriente que fluye de la fuente hacia la carga. tan pronto se energice la bobina del contactor. Existen dos consideraciones que debemos tener en cuenta en cuanto a las características de los contactores: ♦ Poder de cierre: Valor de la corriente independientemente de la tensión. los contactos se encuentran instalados dentro de la llamada cámara apagachispas. llamado también contacto instantáneo de apertura.Electrónica EETPI 8013 SAN JOSE les denomina contactos instantáneos. Esta función la cumplen tanto en el circuito de potencia como en el circuito de mando. FUNCIONAMIENTO DEL CONTACTOR. tanto mayor como tanto mayor es la velocidad del motor. DC2. DC4 y DC5. Al cierre el contactor establece el paso de corrientes de arranque equivalentes a más o menos 2.Lógica cableada: el contactor 4° año . Esta tensión puede ser igual a la tensión de la red. Al cierre se produce el paso de la corriente de arranque. Durante esta desconexión de la bobina (carga inductiva) se producen sobre-tensiones de alta frecuencia. distribución) o débilmente inductivas. Para elegir el contactor se debe tener en cuenta los siguientes criterios: Tipo de corriente. con intensidades equivalentes a 5 o más veces la corriente nominal del motor. Número de contactos auxiliares que necesita. Potencia nominal de la carga. A la apertura corta el paso de corrientes equivalentes a la corriente nominal absorbida por el motor. Por la categoría de empleo. al frenado en contracorriente y a la marcha por impulso permanente de los motores de anillos. CRITERIOS PARA SELECCIÓN DE UN CONTACTOR. tensión de alimentación de la bobina y la frecuencia. A la apertura el contactor debe cortar la intensidad de arranque. que pueden producir interferencias en los aparatos electrónicos. Es un corte relativamente fácil. con una tensión inferior o igual a la tensión de la red.Electrónica EETPI 8013 SAN JOSE Para que los contactos vuelvan a su posición anterior es necesario desenergizar la bobina. Tipos de trabajos (silenciosos o con frecuencias de maniobra muy altas. Las categorías más usadas en AC son: • AC1: Cargas no inductivas (resistencias. con intensidades equivalentes a 5 o más veces la corriente nominal del motor. al frenado en contracorriente y a la marcha por impulso permanente de los motores de jaula. • AC4: Se refiere al arranque. DC3. • AC3: Para el control de motores jaula de ardilla (motores de rotor en cortocircuito) que se apagan a plena marcha. Maquinas e instalaciones eléctrico – electrónicas 2012 5/11 . cuyo factor de potencia sea por lo menos 0. CATEGORIA DE EMPLEO. • AC2: Se refiere al arranque.95. Tensión de comando. Para establecer la categoría de empleo se tiene en cuenta el tipo de carga controlada y las condiciones en las cuales se efectúan los cortes. En corriente continua se encuentran cinco categorías de empleo: DC1. atmósferas explosivas). Al cierre se produce el paso de corrientes de arranque.5 la corriente nominal del motor. Su apertura provoca el corte de la corriente nominal a una tensión. Alta capacidad de carga de breve duración para arranques pesados. la corriente se anula a la primera pasada por cero. En la práctica no requieren mantenimiento.Lógica cableada: el contactor 4° año . Precisamente para evitar este problema. Con ello se logra interrumpir corrientes muy grandes con una pequeña separación de los contactos. Figura 4: Contactor de ruptura en vacio El principal problema al que se enfrentan los contactores es el arco eléctrico de corte -el que surge en los contactos en el momento de la apertura. Los contactores sólidos son semiconductores llamados tiristores que fueron creados inicialmente para los vuelos espaciales. los contactores de vacío tienen los contactos confinados dentro de una cámara donde se ha hecho el vacío. hoy en día son ampliamente usados en la industria.Electrónica EETPI 8013 SAN JOSE CLASIFICACIÓN DE LOS CONTACTORES. en general. • • Contactores de ruptura al aire. Las principales ventajas de los contactores de vacío frente a los contactores de ruptura al aire convencionales son: - Vida eléctrica útil mucho más elevada. La interrupción se hace en el interior de un botella donde se ha hecho el vacío. • Contactores de estado sólido: Las crecientes exigencias en los procesos de automatización de instalaciones industriales limitan los campos de aplicación de los contactores electromecánicos. Algunas de sus excelentes características son: - Una casi ilimitada vida de operación Alta capacidad de maniobras Tiempos de conmutación menor o iguales a 10 ms Ningún ruido de conexión Maquinas e instalaciones eléctrico – electrónicas 2012 6/11 . En ellos la separación de los polos se hace en el aire y la chispa se apaga mediante un diseño especial (cámaras apagachispas). Con este diseño.con el consiguiente desgaste y daños en los materiales de los contactos. Los tiempos de operación son muy rápidos y. la vida útil de los contactores de vacío es prácticamente el doble de la de los contactores al aire. Ausencia de arco abierto. Intervalos de mantenimiento más prolongados. Contactores de ruptura en vacío. Son más ligeros y más pequeños. Relé térmico: se utiliza para proteger el motor contra sobreintensidades. fiabilidad de conexión gran frecuencia de conmutación y ambientes silenciosos. Figura 5: Fusibles NH de varios tamaños Figura 6: Mecanismos de una llave termo magnética Maquinas e instalaciones eléctrico – electrónicas 2012 7/11 .Electrónica EETPI 8013 SAN JOSE Los contactores con semiconductores o de estado sólido son usados en todas aquellas áreas donde se requiera un alto ciclo de vida. cortocircuito y falta de fase.Lógica cableada: el contactor 4° año . USO DE PROTECCIONES: Fusibles: se usarán para protección contra cortocircuitos tanto en circuitos de fuerza como de control. Llaves termomagnéticas: se utilizan para proteger las instalaciones contra cortocircuitos (magnético) y sobrecargas (térmico). Guardamotor: se utiliza para proteger el motor contra sobreintensidades. Su desventaja es su precio y su tamaño tres veces mayor para disipar la misma potencia. Luego de 3 segundos. el móvil no debe obedecer hasta que la pieza sea soltada. Al llegar a S3. Colocar protecciones. 6) Realizar el circuito de fuerza y de control correspondiente al siguiente proceso.82. 4) Seleccionar el contactor y las protecciones necesarios para accionar una bomba de desagote trifásica que tiene las siguientes características: P= 120kW.Lógica cableada: el contactor 4° año . Si una nueva pieza toca S4 antes que el operador presione S1. Los finales de carrera tienen un contacto NA y uno NC.75. 2) Realizar el circuito de fuerza correspondiente a la inversión de marcha de un motor de corriente continua con imán permanente. cosφ=0. se acciona el móvil que transporta la pieza hacia la derecha.L2.Electrónica EETPI 8013 SAN JOSE Ejercicios: 1) Realizar el circuito de fuerza correspondiente a un arranque estrella-triángulo temporizado. se activa el móvil hacia la izquierda. Al llegar a S2 se detiene y se acciona el electroimán K3 para tomar la pieza metálica. cosφ=0. El electroimán solo posee una protección por cortocircuito. Cuando el operario presiona S1 la pieza es soltada y el móvil está disponible para la próxima pieza. Maquinas e instalaciones eléctrico – electrónicas 2012 8/11 .L3. se detiene. Colocar protecciones.N) un conjunto de 30 luces (10 por fase) en un galpón industrial. 5) Realizar el circuito de fuerza de un contactor que debe alimentar con trifásica (L1. 3) Seleccionar el contactor y las protecciones necesarios para accionar un montacarga que posee un motor trifásico de las siguientes características: P= 35 HP. deberá ignorar dicha orden. De la misma manera si se pulsa S1 antes que la pieza esté en su posición. K2 K1 S3 S2 3 K3 2 1 4 S1 S4 Cuando la pieza metálica cae por el alimentador y presiona el final de carrera S4. El electroimán solo posee una protección por cortocircuito. 8) Realizar el circuito de fuerza y de control correspondiente al proceso de galvanoplastia: a) Cuando se pulsa S1 baja la pieza totalmente. se detiene y suelta la pieza. se debe ignorar ese evento si el móvil no está en su lugar de inicio. Al finalizar el mismo se puede subir la pieza o volver a realizarlo. Cuando la pieza cae y toca S4 el móvil se desplaza hacia la izquierda y se detiene cuando toca S2. Siempre y cuando la pieza esté totalmente baja. Al llegar a S3. K1 K2 S2 S3 4 K3 2 1 3 S4 S1 Cuando el operario presiona el pulsador de arranque S1. Luego de este tiempo.Electrónica EETPI 8013 SAN JOSE 7) Realizar el circuito de fuerza y de control correspondiente al siguiente proceso. No obedece si no terminó el proceso de galvanoplastia. Maquinas e instalaciones eléctrico – electrónicas 2012 9/11 . Si durante el proceso se presiona S1. se acciona el móvil que transporta la pieza hacia la derecha. Se pide realizar todos los circuitos de fuerza y de control. b) Cuando se pulsa S2 sube la pieza totalmente. Este proceso tiene una duración de 3 minutos.Lógica cableada: el contactor 4° año . se activa el electroimán K3 durante 3 segundos para tomar la pieza metálica. c) Cuando se pulsa S3 comienza el proceso de galvanoplastia al conectarse la alimentación continua en la placa de zinc y la pieza. Los finales de carrera tienen un contacto NA y uno NC. 10) Realizar un circuito de dos bombas de agua temporizada que haga trabajar ambas 30 minutos alternativamente y luego vuelva a empezar el ciclo.Electrónica + EETPI 8013 SAN JOSE - -K2 -S5 -S4 -K1 -K3 Pieza Zn Cuba electrolítica 9) Se tiene un móvil que posee un movimiento en vaivén limitado por dos interruptores de posición en izquierda y derecha. S3 es un contacto NC del relé térmico. El contacto NA del tanque conecta cuando el nivel de líquido es menor al mínimo y se detiene cuando llega al superior. comenzando nuevamente cuando el nivel baja por debajo del mínimo. 11) Se trata de un sistema que controla dos bombas y tiene dos lógicas de funcionamiento: manual o automático (S1). Cada cambio de sentido de giro tiene un tiempo de espera de 1 s. En automático las dos bombas trabajarán alternativamente 30 minutos Maquinas e instalaciones eléctrico – electrónicas 2012 10/11 . Realizar circuito de fuerza y de control. La orden de llenado la dará el contacto NA del tanque y lo habilitará un contacto NC de la cisterna siempre y cuando haya agua en la misma. Realizar el circuito de control y de fuerza. Con el pulsador S2 NC se para el móvil (siempre termina en un extremo antes de detenerse). Cuando se presiona el pulsador NA de arranque. el móvil se comenzará a mover en sentido contrario al extremo en donde se encuentre en ese momento.Lógica cableada: el contactor 4° año . Electrónica EETPI 8013 SAN JOSE c/u y seguirán cumpliendo este ciclo hasta que los contactos de los flotantes S4 y S5 se lo ordenen.es/Pag2/Tomo2/Tema4/4-1. www. S1: interruptor para seleccionar manual o automático. En manual también estarán reguladas con S4 y S5 pero la selección de la bomba (S2) y la orden final de encendido (S3) la dará el operador.htm www.es/Pag2/Tomo2/Tema4/4-2 www. S2 es el pulsador NA de parada. BIBLIOGRAFIA. Maquinas e instalaciones eléctrico – electrónicas 2012 11/11 .unizar.unizar.pdf Ejercitación propuesta por la cátedra.bdd.ve/dil-sh. Cada interruptor podrá tener más de un contacto NA o NC según se necesite. K1: contactor que controla la bomba 1. 12) Realizar por medio de un pulsador de inicio S1.bdd.es/rcs_prod/categorias_de_empleo. S4 S2: interruptor que enciende la bomba elegida. CONTROLES Y AUTOMATISMOS ELECTRICOS.ieespain. Al pulsar S1 se activará K2 que conectará el rotor en su primer paso y el estator. www.mechint. S3: interruptor para seleccionar la bomba que debe funcionar en manual. Si se emplean relés auxiliares aclarar sus nombres y funciones.com. 2001 páginas 21-42. el arranque temporizado de un motor de rotor bobinado en tres pasos (K2. K3. Se pide el circuito de control y fuerza.com/imav/ www. Los temporizadores a utilizar pueden ser con retardo a la activación o a la desactivación. Séptima edición. Teoría y prácticas. Recordar que al conectar el paso siguiente el anterior contactor seguirá activo. Cada paso en el rotor se conecta luego cada 8 segundos. K2: contactor que controla la bomba 2. Luís Flower Leiva.Lógica cableada: el contactor 4° año . Panamericana Formas e Impresiones SA. K4).kmsomerinca. S5 Se pide: circuito de control y de fuerza.