Contactores y relés

El elemento que principalmente se usa para accionar motores es el contactor, además de que permite automatizar a nivel industrial estas máquinas según sea las necesidades de la aplicación...

EL CONTACTOR

En sí es un mecanismo cuya misión es la de cerrar unos contactos, para permitir el paso de la corriente a través de ellos. Esto ocurre cuando la bobina del contactor recibe corriente eléctrica, comportándose como electroimán y atrayendo dichos contactos.

Físicamente en todo contactor se pueden identificar lo siguiente:
Fabricante: es recomendable el uso de catálogos de los fabricantes a la hora de realizar un pedido de un contactor, ya que la forma en que se especifican sus características puede variar.

Bobina: todo contactor se encuentra conformado por una parte fija y una móvil, de manera que al energizarse la parte fija se genere un campo magnético que provocará que la parte móvil (contactos) pasen de un estado abierto a uno cerrado. La bobina se reconoce por las letras A1 y A2. Nota: En la imagen anexada no se logra ver A1 y A2 ya que el contactor es tan grande que tapa las identificaciones que estan atrás.

Contactos principales: tienen la finalidad de abrir o cerrar el circuito de fuerza o potencia, vienen representado por los números 1-2, 3-4, 5-6, es decir que si el contactor esta accionado debería de tener continuidad los puntos 1 con 2, e igualmente el resto; de lo contrario los contactos estan malos y el mecanismo no sirve.

Contactor  con simbología en norma Europea para planos.

Contactos auxiliares: antes de hablar sobre estos tengo que mencionar que no todos los contactores poseen auxiliares, puede darse el caso de que simplemente posean contactos principales, por ende a la hora de solicitar uno deben tomar esa previsión. Estos se emplean en el circuito de mando o control <<soportan menor intensidad de corriente y su cableado puede realizarse con un calibre # 16 AWG, a diferencia del calibre de los contactos principales que dependerán de la carga conectada>> de estos existen 2 tipos los normalmente abiertos NO (Normally Open), y los normalmente cerrados NC (Normally Close).
Las cifras de estos vienen designadas por 2, la primera cifra indica el orden, y la segunda cifra indica la función que en este caso si es NO sería 3-4, Ejemplo: si tengo un contactor con 3 con tres juegos de auxiliares abiertos, entonces su denotación será 13-14, 23-24, 33-34.
El otro caso es que los contactos auxiliares sean NC, y su denotación es muy similar a la anterior. la primera cifra indica el orden, y la segunda cifra indica la función que en este caso si es NC sería 1-2. Es decir que si tengo un contactor de 2 juegos de contactos NC, se denotan de la siguiente forma, 11-12, 21-22.

SELECCIÓN DEL CONTACTOR

Hay 3 aspectos importantes a la hora de seleccionar cualquier contactor que son:

1. La tensión de alimentación de la bobina(A1-A2) que es la que va aplicarse al contactor para que conmute sus contactos, dependiendo de las necesidades y los fabricantes pueden variar las tensiones de este >>en magnitud y tipo<<, las mas habituales son 12VDC, 24VDC, 120VAC, 220VAC.
2. Corriente que consume la carga de forma continua, también llamada corriente de servicio. 
3. La categoría de servicio, que no es mas que las condiciones de trabajo del contactor, es decir, el número de maniobras por horas, cortes en vacío, temperatura ambiente, etc... Esta categoría se indica en la carcasa del dispositivo y viene especificado como sigue:

• AC1 (condiciones de servicio ligeras): para el control de cargas no inductivas, como lámparas de incandescencia, calefacciones, etc. 
• AC2 (condiciones de servicio normales): Indicados para usos en corriente alterna y para el arranque e inversión de marcha de motores de anillos.
• AC3 (condiciones de servicio difíciles): indicados para arranques largos o a plena carga de motores asíncronos de jaula de ardilla (compresores, ventiladores, aires acondicionadores, etc) y frenados por contracorriente.
• AC4 (condiciones de servicio extremo): indicados para el control de motores asíncronos correspondiente a motores de grúas, ascensores, etc., y maniobras por impulso, frenado por contracorriente e inversión de marcha.

Nota: para el contactor de la figura se puede apreciar que es un NC1-4011, donde NC1 indica que es de la compañia Chint, y que el dispositivo es de categoría AC3-AC4, mientras que el 40 es la corriente de trabajo, y la cifra 11 indica que posee 3 contactos principales + 1 contacto NO + 1 contacto NC. http://www.chint.co.uk/upload/product44.pdf

RELÉ DE SOBRE CARGA TÉRMICO 

Es un mecanismo que sirve como elemento de protección principalmente usados en motores. Funcionan aprovechando la deformación de unos bimetales a través de los cuales circula la corriente. Su objetivo en sí consiste en desconectar el circuito de alimentación de la carga cuando la intensidad de corriente consumida supera durante un determinado tiempo a la corriente permitida por este.
Estos se acoplan al contactor pareciendo una solo unidad, al igual que el primero poseen una serie de características físicas que describiremos a continuación:

Relé acoplado a contactor.

Reset (botón azul): En el caso de que haya un sobrecalentamiento y el relé se dispara, este botón permite colocar el dispositivo bajo sus condiciones iniciales para reanudar el funcionamiento de la máquina.
Stop (botón rojo): Permite detener el funcionamiento del equipo interrumpiendo el paso de corriente, esto se hace a manera de prueba, también se le llama Test button.
Tornillo de ajuste (7-10 Ampere): Indica el nivel de disparo bajo el cual va operar el elemento. Es importante realizar esta acotación a la hora de realizar el pedido de relé.
Visor de estado (visor negro): A través de este pequeño visor se puede observar el estado del dispositivo, es decir, si efectivamente esta disparado (muestra un colo naranjado) o no.
Contacto Auxiliar NO (97-98): Posee un juego de contactos NO que normalmente se conectan a una luz piloto roja, para indicar en un tablero al operador que se disparo el térmico.
Contacto Auxiliar NC (95-96): Juego de contactos NC que es usado a nivel de control eléctrico para interrumpir el paso de corriente de la bobina del contactor, para así sacar de servicio la máquina.
Nota: En la imagen puede apreciarse además la simbología usada según las normas europeas. 

RELÉS DE CONTROL

Estos dispositivos permiten el gobierno de potencias muy superiores a las propias del mismo, ya que al igual que el contactor su principio de funcionamiento consiste en abrir y cerrar contactos, cuando este se energiza por su bobina. Su uso se ha extendido ampliamente a nivel industrial por las siguientes razones:

• No requiere mantenimiento.
• Brinda un aislamiento galvánico (sin contacto eléctrico) entre la entrada (circuito de mando) y la salida (circuito de maniobra).
• Tiene un costo relativamente bajo.    

Los mas usados vienen en presentaciones de 8 pines y 11 pines, su instalación debe realizarse en una base cuadrada para su posterior conexionado al tablero de control, por lo general cada pin viene identificado, sin embargo, en el caso de que no lo estén a través de este diagrama y un tester es posible idetificar cada pin.    

Esquema de relé de 8 y 11 pines.

Nota: debe de tenerse en cuenta el nivel de tensión que alimentará la bobina del relé.

RELÉS DE TEMPORIZACIÓN 
 
A nivel de control eléctrico a veces es necesario hacer uso de tiempos de espera, como es el caso de los arrancadores delta - estrella. Los dispositivos encargados de realizar esta función son los relés de temporizado a la desconexión y conexión, los cuales tienen una perilla que permiten regular el tiempo de actuación, e igualmente dependiendo del modelo pueden haberlo de 8 pines con su respectiva base para la conexión a esquemas de control, por lo que la estructura física puede ser muy similar a la de un relé de control.

Temporizado a la conexión: bajo esta condición al excitarse la bobina del relé se espera un tiempo para que los contactos de este conmuten, y una vez que se desenergiza la bobina los contactos vuelven a su estado original.
Temporizado a la desconexión: en este caso al excitarse la bobina del relé los contactos del mismo conmutan inmediatamente, y cuando se desenergiza el relé los contactos vuelven a su estado original pasado un determinado tiempo.