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ENTREGA 6
Aparatos de protección
y maniobras
Elaborado Por: Ing. Hugo Miguel Chacón
Descripcion del contactor
Carcaza
La figura describe las partes del contactor
Circuito electromagnético
Bobina
Núcleo
CONTACTOR
Armadura
Contactos
Principales
Auxiliares
Normalmente cerrados (NC)
Normalmente abiertos (NA)
Carcasa
Cont. Móvil
Nucleo
Partes del contactor
Bobina
Resorte Armadura Cont. Fijos
Carcasa
Armadura
Contactor Armado
lor, y un alto grado de rigidez (plásticos o baquelita especiales a base de
fibra de vidrio).
Bobina
Núcleo
Contactos
Al contactor se lo define como un interruptor accionado o gobernado a distancia por medio de un electroimán.
Las partes constituyente del mismo
se lo puede ver en el siguiente cuadro:
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Carcaza o soporte
La carcaza es el elemento en el cual se
fijan todos los componentes conductores del contactor, para lo cual es fabricada en un material no conductor con
propiedades como la resistencia al ca-
Uno de los más utilizados materiales
es la fibra de vidrio pero tiene un in-
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conveniente y es que este material es
quebradizo y por lo tanto su manipulación es muy delicada.
El material con que se fabrica principalmente son plásticos o baquelitas
especiales, basado en fibra de vidrio,
con el fin de obtener un alto grado de
rigidez eléctrica.
Las características aislantes se debe a
que estos materiales son bastantes vidriosos, por lo cual es necesario tener
mucho cuidado cuando se manipulan
los contactores, especialmente en la zona de los contactos, para no quebrar alguna parte. En caso de quebrarse alguno de los componentes no es recomendable el uso de adhesivos pegantes.
Circuito electromagnético
Es el elemento motor del contactor. 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. En
otras palabras, se puede decir que es
el electroimán del contactor.
Bobina
Consiste en un arrollamiento de alambre de cobre electrolítico, arrollado sobre una formaleta, con unas características muy especiales con un gran número de espiras y de sección muy delgada para producir un campo magnético. El flujo magnético produce un par
magnético que vence los pares resistentes de los muelles de manera que
la armadura se puede juntar con el núcleo estrechamente.
• Bobina energizada con CA.
Para el caso cuando una bobina se
energiza con corriente alterna, se produce una corriente de magnitud muy alta puesto que sólo se cuenta con la resistencia del conductor, ya que la reactancia inductiva de la bobina es muy baja debido al gran entrehierro que existe entre la armadura y el núcleo, esta
corriente tiene factor de potencia por
consiguiente alto, del orden de 0.8 a
0.9 y es llamada corriente de llamada.
Esta corriente elevada produce un campo magnético muy grande capaz de
vencer el par ejercido por los muelles
o resorte que los mantiene separados
en estado de reposo 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 aproximadamente de seis a diez veces menor la corriente de llamada, produciéndose entonces una corriente llamada corriente de mantenimiento o de
trabajo con un factor de potencia más
bajo pero capaz de mantener el circuito magnético cerrado.
Así por ejemplo, en una bobina alimentada con 120 Volt, donde la corriente
de llamada es de unos 1500 mA, la corriente de mantenimiento se reducirá a
unos 130 mA.
Para que todo este procedimiento tenga éxito las bobinas deben ser calculadas y dimensionadas para trabajar
con las corrientes bajas de mantenimiento, pues sino se acciona el mecanismo de cierre del circuito magnético o quedara abierto total o parcialmente, la corriente de llamada circulará un tiempo más grande del previsto (sólo algunos milisegundos), generando calor en la bobina, con el consiguiente peligro de recalentarla, pudiendo así deteriorar la bobina e incluso dañarla totalmente.
Se entiende entonces por qué no debe energizarse una bobina sino tiene
el núcleo y la armadura.
• Bobina energizada con CC.
En este caso no se presenta el fenómeno anterior puesto que las corrientes
de llamada y mantenimiento son iguales. Como no hay variación en la impedancia, el valor de la corriente que circula por la bobina depende de la única resistencia presente, que es la resistencia de la bobina misma, por lo
cual las características y la construcción de estas bobinas son muy especiales, limitándose además su uso a
casos específicos.
La bobina puede ser energizada por la
fuente de alimentación o por una fuente independiente.
Otro factor importante que hay que tener en cuenta, antes de energizar una
bobina es la tensión y la frecuencia de
alimentación. Puede ser la misma del
circuito de potencia o inferior a ésta
(reducida por un transformador o suministrada por otra fuente de alimentación). Esta información debe venir claramente registrada en la misma bobina.
Aspectos prácticos en el manejo de
bobinas:
 Un circuito de control consiste, en
último término, en energizar y desenergizar la bobina del contactor que
se desea que funcione.
 Las bobinas deben llevar (al lado izquierdo) las mismas marcas del contactor al cual pertenecen.
 La entrada y salida (principio y final) de la bobina vienen claramente indicadas y grabadas en ésta. Actualmente son utilizadas las siguientes marcas.
Para la entrada A1, A o a
A1
A
a
A2
B
b
Para la salida A2, B o b.
Como lo que realmente interesa en la
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bobina es la intensidad del campo magnético y no el sentido de las líneas de
fuerza que se generan en ella, cuando se diseña un esquema las entradas pueden tomarse como salidas o
viceversa, a fin de obtener un montaje más simple:
 c) Finalmente debe revisarse muy bien
un esquema para que, en estado de
reposo, una bobina nunca quede alimentada directamente, sino que ésta
se energice y luego se desenergice
únicamente de acuerdo con las necesidades y requerimientos previstos.
A1
A
a
A2
B
b
A2
B
b
A1
A
a
(a)
El pequeño entrehierro entre la armadura y el núcleo se crea con el fin de
eliminar el magnetismo remanente que
son el campo magnético que se mantiene cierto tiempo a pesar de haberse desenergizado la bobina.
(b)
Sin embargo es importante tener presente:
El núcleo
 a) Al realizar el montaje de un circui-
Es una parte metálica, de material ferromagnético, generalmente en forma
de E, y que va fija en la carcaza.
to, es necesario ceñirse estrictamente a las marcas que se encuentran
tanto en el esquema como en la bobina. Por ejemplo, si el esquema me
indica que debe conectarse el punto
A1 con la fase S, al hacer el montaje
debo conectar el borne A1 grabado
en la bobina, con la fase S.
 b) Se recomienda usar las mismas
marcas e índices y el mismo orden
de estos en todo el esquema, con
el fin de evitar errores y falsas interpretaciones al realizar el montaje, a
no ser que las marcas grabadas en
las bobinas sean distintas.
Cuando se presente esta situación, las
marcas usadas en el esquema deben
corresponder a las que vienen en las
bobinas, para poder cumplir en (a).
A1
KM1
A1
KM2
A2
Su función es concentrar y aumentar el
flujo magnético que genera la bobina
(colocada en la columna central), con el
fin de atraer la armadura eficientemente. Está construido de láminas de acero
al silicio superpuestas y unidas firmemente unas con otras, con remaches,
MARCAS IGUALES
A1
A1
KM3
A2
KM1
A2
KM2
A2
CORRECTO
A1
KM1
KM2
A2
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A
KM3
A1
MARCAS DISTINTAS
a
A1
CORRECTO
A1
A2
INCORRECTO
KM3
B
A2
KM1
b
B
KM2
A2
a
KM3
A
INCORRECTO
con el fin de evitar las corrientes parásitas o corrientes de Foucault (que son
corrientes eléctricas que circulan por
el núcleo al estar sometidas a una variación del flujo magnético, originando
pérdidas de energía por efecto joule).
b
En los contactores, cuya bobina va a
ser alimentada con corriente alterna (no
así cuando se alimenta con corriente
continúa), el núcleo debe llevar un elemento adicional (una espira o anillo de
cobre) denominado espira de sombra,
espira en corto circuito, espira de Fragor o anillo de defasaje.
Cuando circula una corriente alterna
por la bobina es de suponerse que
cuando la corriente pasa por el valor
cero, 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, que de
ser continuo y permanente terminará
por arruinar el contactor; por esto las
bobinas que operan con corriente alterna poseen unos dispositivos llamados espiras de sombra, colocadas en
los extremos de las columnas laterales del núcleo, las cuales producen un
flujo magnético adicional desfasado
con el principal, cuando la bobina no
lo produce, de manera que se obtiene un flujo continuo similar al producido por una corriente continua.
Continuará...