Cuando tratamos con elementos de protección eléctrica, uno de los equipos más comunes son los contactores pues su funcionamiento resulta ser muy básico, pero, al mismo tiempo, eficaz para proporcionar o restringir la alimentación a motores y demás cargas eléctricas propias de la industria, estos elementos tan comunes se encuentran en casi el 100% de todos los circuito de potencia y control existentes en el sector.
A pesar de lo anterior, su selección conlleva una serie de criterios muy importantes que deben ser tomados en cuenta para garantizar que el equipo elegido cumpla su función de protección de una forma óptima y confiable, en este artículo abordaremos estos criterios y detallaremos cada uno de ellos.
Carga o aplicación
Sabiendo que un contactor puede ser utilizado en diversos circuitos como son potencia, control, alumbrado, etc; se vuelve necesario el identificar a qué elemento eléctrico se dará alimentación pues estos elementos están sujetos a una regulación internacional que es la IEC 60947 donde encontramos dos apartados referentes al tipo de aplicación que se tendrá.
La primera de estas es la IEC 60947-4-1, la cual es llamada "Aparamenta de baja tensión. Parte 4-1: Contactores y arrancadores de motor. Contactores y arrancadores electromecánicos". Como su nombre lo indica, esta norma establece los criterios que deben considerarse al momento de elegir un contactor, siendo principalmente el tipo de corriente que alimentará nuestro circuito pues existe una enorme diferencia entre corriente alterna y corriente directa.
Esta norma otorga la siguientes categorías de acuerdo al tipo de corriente y a la naturaleza de la carga en los circuitos de potencia.
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NORMA IEC 60947 – 4 - 1: CATEGORIZACIÓN DE CONTACTORES UTILIZADOS EN CIRCUITOS DE POTENCIA |
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TIPO |
CATEGORÍA |
APLICACIÓN |
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AC |
AC-1 |
Cargas no inductivas, hornos resistivos |
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AC-2 |
Motores de anillos rozantes. Arranque y apagado |
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AC-3 |
Motores tipo jaula de ardilla. Arranque y apagado |
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AC-4 |
Motores jaula. Frecuentes arranques y apagado |
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AC-5a |
Encendido y descarga de control de lámparas |
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AC-5b |
Encendido de lámparas incandescentes |
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AC-6a |
Encendido de transformadores |
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AC-6b |
Encendido de banco de capacitores |
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AC-8a |
Control de motor compresor hermético refrigerado con apagado manual y soporte de sobrecargas |
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AC-8b |
Control de motor compresor hermético refrigerado con apagado automático y soporte de sobrecargas |
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DC |
DC-1 |
Cargas no inductivas y hornos resistivos |
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DC-3 |
Motores DC tipo shunt con comportamiento dinámico |
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DC-5 |
Motores DC tipo serie con comportamiento dinámico |
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DC-6 |
Encendido de lámparas incandescentes |
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Acompañando la norma anterior, nos encontramos con el apartado 5 de la misma, el cual está titulado como "Aparamenta de baja tensión. Parte 5-1: Aparatos y elementos de
conmutación para circuitos de mando. Aparatos electromecánicos para
circuitos de control" que, como indica su nombre, se enfoca en elementos equipos de control, los cuales suelen tener un menor consumo de energía.
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NORMA IEC 60947 – 5 - 1 CATEGORIZACIÓN DE CONTACTORES UTILIZADOS EN CIRCUITOS DE CONTROL |
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TIPO |
CATEGORÍA |
APLICACIÓN |
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AC |
AC-12 |
Control de cargas resistivas y cargas de estado sólido con aislamiento por opto acopladores |
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AC-13 |
Control de cargas de estado sólido y transformadores de aislamiento |
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AC-14 |
Control de pequeñas cargas electromagnéticas menores o iguales a 72 VA |
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AC-15 |
Control de cargas electromagnéticas mayores a 72 VA |
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DC |
DC-12 |
Control de cargas resistivas y cargas de estado sólido con aislamiento por opto acopladores |
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DC-13 |
Control electromagnético |
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DC-14 |
Control de cargas electromagnéticas |
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Si bien esto es una abstracción de la norma completa, en el documento original se pueden encontrar todos los detalles que conllevan a que la clasificación mencionada sea de la forma en que se presentó pues depende de características tales como:
- Temperatura ambiente: en el lugar de operación entre -5° y 35° C de media
- Tasa de operación: parámetro especificado por el fabricante por lo general de 120 arranques por hora
- Ciclo de trabajo: valores típicos de corriente que puede cambiar durante las pruebas de servicio normal y en servicio continuo
- Tiempo de aceleración: se refiere a la capacidad del contactor para transportar la corriente de arranque
- Vida útil de los contactos: requisitos especiales sobre la construcción de contactos
- Tipo de dispositivo de protección contra corto circuito: clasificación del tipo de protección con el que se construye el contactor
Potencia
Cada elemento de protección está limitado por una capacidad propia de los elementos que lo constituyen, es decir que, un contactor seleccionado protegerá a nuestros equipos a una tensión y una corriente nominal especificada por el fabricante, dicha información se encuentra en la placa de información del equipo.
Esto último es importante porque si elegimos un componente erróneo, no dará la protección deseada de forma tal que si los valores nominales son menores a los de la carga, la protección se activará de forma casi instantánea y no permitirá que ésta se encienda. De forma contraria, si los valores de protección son más altos que los de la carga, ésta será susceptible a sobrecargas que repercutan en forma de fallas y descomposturas.
Ejemplo
Para ejemplificar este artículo vamos a suponer que deseamos realizar la protección de un sistema de arranque directo para un motor de jaula de ardilla el cual tendrá una alimentación a 230 [VA] que le permitirá trabajar a una potencia de 5 [HP] como el de la imagen mostrada a continuación, el contactor en cuestión tendrá una activación controlada con una tensión de 230 [VA].
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| Fig. 1: Motor jaula de ardilla |
Dichas características nos llevan inmediatamente a una clasificación AC-3 pues estamos tratando con un circuito de potencia y considerando los valores de 230 [VA] se nos remite a un motor de características europeas, por lo tanto, buscaremos en el catalogo de Siemens un contactor que resulte adecuado.
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| Fig. 2: Contactor Siemens modelo 3RT2025-1AP00. |
Podemos observar en sus características que este equipo se cumple lo que necesitamos. Tiene una categoría AC-3 para una alimentación a 230 [VA] en un motor de 4[kW] ≈ 5 [HP] de potencia. Éste sería suficiente para realizar un arranque directo.
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| Fig. 3: Características del contactor. |
Conclusiones
Si bien los contactores resultan ser equipos muy sencillos en lo que refiere a su funcionamiento, la correcta selección de estos equipos depende de distintos factores, siendo el principal la aplicación que tendrá pues entre el gran número de equipos y fabricantes en el mercado, siempre habrá un producto específico para la solución a desarrollar e incluso esta búsqueda se facilita con las distintas herramientas y buscadores de cada marca.
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