¿Qué son los Contactores? Funcionamiento y Más

Los Contactores, son un tipo de aparato eléctrico de mando a distancia, el cual es el responsable de abrir y cerrar los circuitos, ya estén estos vacíos o en carga. En el siguiente artículo conoceremos todo lo referente sobre los Contactores, cómo funcionan y mucho más.

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¿Qué es un Contactor?

El contactor es conocido como un aparato de mando, diseñado para cerrar y abrir los circuitos, este puede funcionar vacío o con carga. Siendo una herramienta esencial en el automatismo de los motores eléctricos.

Por tal motivo los expertos consideran que la función principal de los contactores es realizar diversas maniobras, las cuales le permiten abrir o cerra los circuitos eléctricos, relacionados con los motores eléctricos.

A excepción de los pequeños motores, que suelen ser incluso accionados de manera manual o por relés (que se trata de un tipo de Inducción Electromagnética), el restante de los motores se acciona por medio de los contactores. 

Un contactor se encuentra conformado por una clase de bobina e igualmente por unos tipos de contactos, que pueden incluso llegar a estar abiertos o hasta cerrados, y que suelen ser de los interruptores de apertura y también de cierre de la corriente en el circuito.

La bobina consiste en un tipo de electroimán que suele accionar los contactos, cuando a estos les llega la corriente, ya que abre los contactos cerrados y cierra los contactos que estén abiertos.

Por tal motivo, cuando esto sucede, se considera que el contactor está enclavado, accionado o incluso activado. Ya que la bobina le deja realizar su función al no entrar la carga eléctrica, esto trae como consecuencia que los contactores vuelvan a su estado original, es decir, que entren en un modo de reposo, dicho proceso se le conoce como contactor sin accionar.

En el contactor real, los contactores de conexión de la bobina son denominados “A1 y A2” en todo momento. Los contactos de los circuitos de salida o de la fuerza son denominados “1-2, 3-4” y los “Contactos Auxiliares”, para el caso de los circuitos de mando o de control, suelen llegar a conocerse con los números de 2 cifras, por ejemplo “13 – 14”.

¿Cuál es el Funcionamiento de un Contactor?

Para que se realice este proceso se necesita que llegue corriente a la bobina, la cual contiene un electroimán, permitiendo así la atracción de un martillo que se va arrastrando mientras se generan los diversos movimientos, en el caso de los contactores móviles realizan su funcionamiento hacia el lado izquierdo. Este tipo de maniobra es denominada como “enclavamiento del contactor”.

La gran mayoría de los contactores se suelen encontrar abiertos ahora es cuando pasan a ser contactos cerrados, y el último que se encontraba cerrado va a pasar a ser un contacto abierto.

En los casos donde la bobina se encuentre activada se considera que el contactor va a estar enclavado, como parte de su proceso normal. Por tal motivo durante esta función deja de producirse corriente a la bobina, lo que ocasiona que el contactor regrese a su posición original, es decir a un modo de reposo.

Imagínese un contactor de que tiene unos 3 contactores de fuerza, por lo que esto serviría para un tipo de sistema trifásico o un motor trifásico que es de 3 fases. Cuando un contactor es monofásico (es decir que posee solo una fase y el neutro), el funcionamiento es el siguiente:

En caso de ser utilizado para el control de una lámpara, se sugiere la siguiente alternativa, para que una persona logre apagar la lámpara es necesario que pueda abrir el pulsador que se encuentra cerrado, este se localiza en de la parte de arriba de la bobina activa.

Para dichos casos suele ser mejor utilizar un simple relé (como lo dijimos anteriormente un dispositivo electromagnético), ya que llega a ser uno de los más baratos. Para un motor que sea monofásico solo se tendrá que reemplazar la lámpara por el motor.

El Contactor Trifásico

Si nos fijamos bien la bobina se activa por medio de un interruptor por una fase y también por el neutro (L1 y N), esto quiere decir, a unos 220 V. Se conectan a los bornes A1 y A2 del contactor real.

El motor trifásico se va a activar por medio de los contactos principales del contactor con las 3 fases del motor (L1, L2 y L3), como por ejemplo a unos 400 V o puede ser a unos 380V. En el caso de los contactos reales deben ir conectados al contactor de la fuerza 1-2, 3-4, 5-6, como parte de su proceso. Es importante señalar que los contactos que contienen los números 13-14 y 21-22 sirven para el circuito de control.

Otro aspecto muy interesante surge cuando se activa el Interruptor a la bobina, ya que este proceso permite que llegue la corriente produciendo que el contactor se enclave y que de esta manera se cierren  los principales contactos y que también se encienda el motor eléctrico.

Por lo general cuando se desconecta de la bobina, la corriente generada con la ayuda del interruptor no sigue su curso y esto ocasiona que los contactos vuelvan a su posición de reposo haciendo que el motor se detenga.

Este suele ser un tipo de arranque básico y también directo, algunos de los circuitos para los arranques de los motores trifásicos, suelen ser por ejemplo el arranque estrella – triángulo.

Como podemos observar en los circuitos de los contactores se pueden distinguir 2 circuitos distintos, el circuito de mando, que va a ser el que active o también desactive la bobina y también el circuito de fuerza, que va a ser el que arranque o el que detenga el motor.

El circuito de mando es el que tiende a  ser un tipo de circuito a una menor tensión y también a una baja intensidad que el circuito de fuerza. Es de ahí que los contactores principales o los de fuerza lleguen a ser más gordos que los auxiliares.

Se puede decir que el esquema anterior no llega a utilizar los contactos auxiliares, sino que únicamente realiza su proceso por medio de la bobina, un ejemplo, de este proceso es la denominada autoalimentación.

Una de las principales y básicas características de los contactores suele ser, su posibilidad de maniobra en aquellos circuitos que son sometidos a una clase de corriente más fuerte y elevada, en lo que es el circuito de fuerza, sin embargo, con unas corrientes mínimas en el circuito de mando.

Por lo general se requiere de una mínima cantidad de corriente (esto producido en el circuito de mando), permitiendo así que se accione de manera precisa un circuito de fuerza que le proporcione una mayor potencia o incluso más corriente.

Por ejemplo, cuando es necesario que se active la bobina se pueden utilizar las siguientes cantidades 0,35 A y 220 V, en el caso del llamado circuito de Fuerza solo se permite usar la intensidad de arranque del motor de unos 200 A, esto como parte de su proceso normal.

¿Cuáles son las Categorías de los Contactores?

El caso de la selección del calibre correcto para un contactor, va a depender de forma directa de las características de su aplicación más concreta.

A pesar de que el parámetro característico de los contactores es la potencia o también la corriente efectiva de servicio que deben llegar a soportar los contactos principales, es por lo que debemos llegar a considerar los siguientes aspectos:

En primer lugar se debe tener presente los detalles que tiene el circuito, es decir,  cada una de sus características así como el nivel de carga, el cual debe ser controlado adecuadamente: En este caso se hace referencia a la Tensión de Trabajo, los Transitorios a la Puesta en Tensión y por último el Tipo de Corriente, cuya clasificación comprende (CC O CA).

  • Las Condiciones de Trabajo: el número de maniobras por cada hora, los cortes en vacío o también en carga, la temperatura ambiente, etc.

Por tal motivo las aplicaciones que son indicadas para un determinado contactor dependerán de su  categoría de operación o  categoría de servicio, esto para que pueda realizar su normal funcionamiento.

Esta clase de categoría es aquella que viene indicada en la carcasa o el caparazón del dispositivo y es la que específica para qué clase de cargas es la más correcta para el contactar. Las 4 categorías que existen son las siguientes:

AC1 – Condiciones de Servicio Ligeras

Por lo general los contactores dependerán de la clase de control de las cargas establecidas, como no inductivas o que produzcan un efecto mínimo inductivo (en este caso se encuentran excluidos los motores), como por ejemplo las lámparas de incandescencia, así como las calefacciones eléctricas, entre otros.

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AC2 – Condiciones de Servicio Normales

Estas dependen de la utilización de la corriente alterna y también de otros factores, como son el tipo de arranque y el funcionamiento adecuado de la marcha de los motores de los anillos, como es el caso de las aplicaciones de las centrifugadoras.

AC3 – Condiciones de Servicio Difíciles

Se considera que los ideales para realizar correctamente arranques extensos o incluso para proporcionar una adecuada carga de los motores son los llamados asincronos de la jaula de ardilla, debido a que entre ellos se encuentra una serie de compresores, también están los ventiladores de tamaño grande, así como los aires acondicionados, dichos productos por lo general se logran detener por las contracorriente.

AC4 – Condiciones de Servicio Extremas

Los expertos consideran que los contactores que se adaptan mejor a los motores asíncronos, tal como sucede con las grúas, y con el funcionamiento de los ascensores, en cuanto a las maniobras generadas por una serie de impulsos, dependerán de la manera como opera la contracorriente, así como de la inversión de marcha.

Por maniobras de los impulsos, debemos entender que se trata de 1 o varios cierres cortos constantes del circuito del Motor Eléctrico, y por medio de los cuales se logran obtener unos pequeños desplazamientos.

Arranque de los Motores por Contactor

En este momento vamos a hablar de algunos de los circuitos básicos de inicio de los motores por medio de los contactores. En este caso vamos a hacer uso de los contactores trifásicos.

Circuito Directo por causa del Interruptor: Es aquel que cumple una función determinada a través del arranque por medio de los Pulsadores con Autoalimentación.

En este caso se va a requerir una especie de retroalimentación, para que al momento de tocar el pulsador de marcha, el contactor continúe siendo alimentado (con la corriente dentro de la bobina) aún todavía cuando el operador suelte el pulsador de marcha.

Solo se va a detener cuando el operador pulse el de parar.  El esquema del denominado circuito de mando llegaría a ser el siguiente:

El término del contactor, se encuentra determinado por la clasificación KM. Sp consiste en la función del pulsador de paro, en cuanto al llamado Sm, es considerado como el pulsador de marcha, en el caso las siglas KM se encuentran relacionado a la bobina del contactor.

Se debe concluir  que en el circuito de mando podemos ver la bobina del contactor con su descripción (KM) sin embargo,  el de fuerza no se puede visualizar en la bobina. Por ese mismo motivo se debe colocar el nombre del contactor a todos a los que pertenecen dichos contactos dentro del circuito de fuerza.

Los contactores del circuito de mando en todo momento suelen ser los auxiliares y en el caso de los de fuerza no es así. En ciertas ocasiones todos los contactores suelen llegar a ser idénticos y da igual el usar unos que otros, a pesar  que esto va a depender del contactor.

Si el operador pulsa “Sm” le va a llegar la corriente a la bobina y el contactor se procede a activar cerrando el contacto auxiliar “KM”. A pesar de que sea dejado de presionar el pulsador de inicio de la bobina del contactor lo cual continúa estando activada por medio de “KM”, esto es lo que se le denomina como autoalimentación o también como la retroalimentación.

Si ahora usted llegase a pulsar “Sp” va a dejar de llegar la corriente a la bobina por lo que el contactor va a detener el motor.

La Conexión Estrella y Conexión Triángulo

Se puede decir que las bobinas de un motor trifásico constan de (3 bobinas) específicamente, estas le permiten contarse de 2 maneras muy particulares, dichas formas de conexión son conocida como:

  • La conexión Estrella
  • La conexión en triangulo.

En este sentido es importante señalar que en el modo de triángulo, las bobinas requieren de una tensión que felicite la conexión entre fases, por tal motivo en 230V (es establecido como en paralelo). En la actualidad es común que existan fases 400V.

Al conectarlas en modo  estrella las bobinas seguirán funcionando bajo una tensión raíz menor de 3, en este sentido se calcula que 127V. Se clasifica de la siguiente manera Tensión en estrella es igual a = Tensión en triángulo/√3. Por lo general es frecuente que en estrella trifásica exista 230V. Por esta razón se establece que la corriente en estrella es identificada como 3 veces menor que en triángulo.

En cuanto a las tres impedancias o bobinas en triángulo se considera que requieren el triple de corriente de línea que en lugar del modo estrella, esto basado a la misma tensión de red. En la denominada conexión estrella-triángulo, se manifiesta una evidente disminución de la corriente de arranque, este proceso es necesario para que el motor en movimiento logre el potencial que necesita para hacer funcionar el motor en estrella.

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De esta manera se permite que los motores trifásicos arranquen de manera inicial en modo estrella y con el paso del tiempo surge un cambio al pasarse a triángulo, este tipo de proceso dura  de 3  a  4 segundos, lo cual se le conoce bajo el término de arranque estrella-triángulo.

Consiste en que durante el arranque el motor vaya adquiriendo revoluciones poco a poco, en estrella, y luego de haber pasado un tiempo se coloque en marcha normal, en forma de triángulo.  La tensión y también la intensidad de inicio del motor en estrella suele ser unas 3 veces menos que en el triángulo.

De acuerdo al motor el mismo va a ir agarrando velocidad y se pasa a triángulo para que de esta manera el motor quede en marcha habitual. Esto es lo que hace que logremos tener un rendimiento de forma óptima del motor durante el arranque.

¿Cuáles son las Ventajas del Uso del Contactor?

Ofrece seguridad al operador ya que este cuando realiza las maniobras con los contactores, el mismo se encuentra realizándolos lejos. El motor y también el contactor pueden llegar a estar lejos del operador, solo es requerido que el operador se encuentre cerca del interruptor de inicio para poder accionar el motor y como lo hemos visto esta parte es la que trabaja a unas tensiones menores que en la de fuerza (donde se encuentra el motor y / o el contactor).

Un ejemplo de esto se manifiesta cuando un interruptor de arranque muestra una distancia aproximada de 1 Km y el contactor se localiza en el motor o incluso esta muy cercano al mismo. En este caso el circuito localizado desde el interruptor requiere de un circuito auxiliar, que permite una reducida tensión y una menor intensidad.

En el caso de los cables comunicados con el contactor y el motor, requieren de una medida especifica, la cual va desde el contactor hasta llegar al motor, este proceso ocasiona que ambos estén muy cortos. Por lo que se preguntarán ¿Qué ventaja tiene esto? Pues que se trata de un gran ahorro en cuanto al gasto de los cables o de los mismos conductores. Conozca Como se Transporta la Electricidad.

Por lo que puedes imaginarte que tuviéramos que encender el motor de manera directa sin necesidad del contactor, desde el interruptor, que por cierto es el que tendría que llegar a ser mucho más grande y también mucho más costoso, hasta el motor, todos estos cables serían de fuerza y los mismos tendrían que medir 1 Km de largo, con lo cual llegaría a ser mucho más grande el costo en cuanto a los conductores. Otras de las ventajas obtenidas son:

  • Ahorro de tiempo al omento de ejecutar las maniobras largas.
  • Ofrece la Posibilidad de poder controlar el arranque de un motor desde unos puntos distintos.
  • La Automatización del arranque de los motores.
  • También proporciona la automatización y control de una gran cantidad de aplicaciones, este proceso se logra por medio de los aparatos auxiliares. Uno de los ejemplos puede ser: el llenado automático de un pozo de agua, al igual que el control de la temperatura en los hornos, etc.

Como Hacer la Mejor Elección del Contactor

Al momento de llegar a escoger los contactores de maniobra de los motores siempre debemos tener en cuenta los siguientes factores que mencionaremos:

  • En primer lugar la Tensión y Potencia Nominales de la Carga, es decir del Motor.
  • En segundo lugar se encuentra la Tensión y Frecuencia de la alimentación de la Bobina, así como cada uno de los elementos correspondientes del circuito auxiliar.

Clase de Arranque del Motor: Este puede llegar a ser Directo, Estrella – Triángulo, etc.

Las Condiciones de Trabajo: Estas suelen ser por lo general Normales, Duras o Extremas. Las cuáles podrían llegar a ser para la calefacción eléctrica, los ascensores, incluso las grúas, además de las máquinas de imprimir etc.

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