Contactores eléctricos: clasificaciones, circuitos de bobina y guía de selección de relés

Un motor trifásico de 15 kW alimentado a 400 V consume aproximadamente 30 A. Dentro de su arrancador hay dos dispositivos con dos trabajos separados. El contactor genera y corta la corriente del motor. El relé de sobrecarga protege el motor. Mantener clara esa división resuelve la mayor parte de la confusión en torno a los contactores eléctricos. Un contactor es un dispositivo de conmutación de carga, no un dispositivo de protección, y está diseñado para ser inspeccionado y reemplazado cuando sus contactos se desgastan. El voltaje de la bobina, la categoría de utilización, los contactos auxiliares y el montaje se derivan de esa idea.

Qué hace realmente un contactor eléctrico

Un contactor eléctrico es un interruptor operado electromagnéticamente construido para abrir y cerrar repetidamente un circuito de alimentación bajo carga. La corriente que pasa por la bobina atrae una armadura, los contactos principales se cierran y uno o más contactos auxiliares cambian de estado al mismo tiempo. Quitar la corriente de la bobina permite que un resorte regrese la armadura y abra los contactos principales.

El arco que se forma cuando se abre un circuito cargado destruiría un par de contactos simples en unos pocos miles de operaciones, por lo que los contactores de tamaño completo llevan conductos de arco o placas divisoras. Estos estiran, enfrían y dividen el arco hasta que no puede volver a iniciarse.

En la práctica, tres límites importan. Un contactor no proporciona protección contra sobrecarga, por lo que siempre está emparejado con un relé de sobrecarga térmico o electrónico. No es un seccionador, por lo que no puede servir como punto de aislamiento para trabajos de mantenimiento. Y su clasificación no es un solo número: el mismo marco transporta diferentes corrientes para cargas resistivas, para motores conmutados mientras está en marcha y para motores conmutados durante el avance lento o la marcha atrás.

contactor o relé: dónde se encuentra realmente la línea

Ambos dispositivos son interruptores operados electromagnéticamente y ambos aparecen en los mismos gabinetes, razón por la cual los términos se confunden. Las diferencias que importan son el nivel actual, el control del arco y el servicio.

Por debajo de aproximadamente 20 A, la decisión suele ser sobre el ciclo de trabajo y el tipo de carga más que sobre el tamaño. Un relé de alta corriente como la serie CY T90, con capacidad nominal de 30 A o 40 A en una disposición SPDT, puede reemplazar un pequeño contactor en cargas resistivas o ligeramente inductivas y mantener pequeño el espacio que ocupa el panel. Cuando la carga es un motor, la cámara de arco en un contactor aún gana su espacio.

Relé SPDT de alta potencia CYT90 T90 para conmutación de carga compacta Relé SPDT compacto de alta potencia para conmutación de 20 A/30 A, útil cuando cargas resistivas o ligeramente inductivas necesitan un tamaño de panel pequeño. Ver producto →

Las categorías de utilización deciden la vida útil

La corriente grande impresa en la placa de identificación de un contactor suele ser la corriente térmica, el valor que el dispositivo puede transportar sin sobrecalentarse. No es la corriente la que los contactos pueden cambiar repetidamente durante años. Ese número proviene de la categoría de utilización.

Se siguen dos consecuencias. Primero, compare siempre productos similares: un dispositivo AC-3 de 18 A no es un dispositivo AC-4 de 18 A, y las hojas de datos muestran esa reducción directamente. En segundo lugar, la temperatura ambiente y el tamaño del recinto cambian la corriente utilizable. Un contactor clasificado para 60 grados Celsius en aire libre pierde capacidad dentro de un gabinete sellado, por lo que se deben leer las curvas de reducción antes de realizar el pedido.

Circuitos de bobina: los relés y módulos de interfaz realizan la conmutación

Los contactores normalmente son controlados por un PLC, y ahí es donde el circuito de la bobina tiene problemas. Una salida de transistor nominal de 0,5 A a 24 VCC no puede controlar una bobina de 230 V que consume varios VA cuando está sellada y muchos más en el momento de la activación. La respuesta habitual es una capa de interfaz: la salida del PLC controla un pequeño relé y ese contacto de relé conmuta la bobina del contactor.

Un módulo montado en riel con una bobina de 24 VCC y contactos inversores, como la serie MCYF1, realiza esa conversión en una sola ranura de riel DIN y mantiene el cableado ordenado cuando un panel tiene veinte o treinta arrancadores.

Módulo de relé de carril DIN MCYF1 con relés de enclavamiento magnético Módulo montado en riel DIN que utiliza relés de enclavamiento magnético y ofrece conmutación multicanal de 10 A a 16 A para paneles de control industriales ordenados con baja potencia estática. Ver producto →

La protección del lado de la bobina es igualmente importante. Las bobinas de CC necesitan un diodo libre o una red RC, y las bobinas de CA necesitan un varistor o un amortiguador RC. Sin ellos, el campo que colapsa al apagar produce un transitorio que eventualmente desactiva la salida del PLC en lugar del contactor.

Emparejar el lado de control con el lado de conmutación

No todas las funciones de control necesitan un relé normal. Tres familias cubren la mayoría de los casos prácticos. Los relés electromagnéticos de uso general manejan tareas piloto estándar. Los relés de enclavamiento magnético mantienen su último estado sin alimentación continua de la bobina, lo que se adapta a secuencias de pasos, funciones de memoria y paneles donde se acumula el consumo de la bobina. Los relés de láminas conmutan señales de alto voltaje o alta frecuencia a baja corriente y ofrecen una vida mecánica muy larga.

Mezclarlos descuidadamente causa problemas, porque un relé de bloqueo que mantiene el estado después de un corte de energía es útil en una secuencia y peligroso en una ruta de parada de emergencia donde el circuito debe desconectarse. Tipos como la serie CYF3S, un relé de enclavamiento 14F con capacidad nominal de 16 A, muestran claramente las ventajas: dos estados estables, sin corriente de mantenimiento y la necesidad de diseñar la lógica de reinicio deliberadamente.

Relé de enclavamiento magnético CYF3-S 14F para conmutación de potencia cero Relé de enclavamiento compacto que mantiene el estado del contacto después de retirar la alimentación de control, útil para el ensamblaje de PCB donde se requiere memoria de apagado. Ver producto →

Una breve lista de verificación de especificaciones

1. Identifique la carga y la categoría de utilización, no solo la corriente térmica.
2. Confirme la corriente del contacto principal en esa categoría, luego aplique la reducción para la temperatura ambiente y el gabinete.
3. Fije el voltaje de la bobina y el tipo de suministro, CA o CC, y verifique la carga de irrupción en la salida de conducción.
4. Cuente los contactos auxiliares necesarios para sellado, enclavamiento y retroalimentación de estado.
5. Verifique el tamaño de los terminales, la sección transversal del cable, el montaje y el espacio que queda para los conductos de arco.
6. Verificar la coordinación de cortocircuito con el dispositivo de protección aguas arriba.
7. Calcule las operaciones por hora y establezca un intervalo de inspección o reemplazo de contactos.

Modos de falla que puede leer desde el panel

• El desgaste de la bobina generalmente indica una subtensión sostenida, un sobrevoltaje transitorio o un voltaje de bobina incorrecto.
• Los contactos principales soldados se cierran en caso de cortocircuito o de una carga de entrada muy alta.
• La vibración proviene de un suministro de control caído, un terminal suelto o una salida que nunca fue clasificada para la bobina.
• El desgaste rápido de los contactos en los motores casi siempre es una categoría de utilización incorrecta, como el funcionamiento inverso en un dispositivo con clasificación AC-3.
• El desgaste desigual en los tres polos sugiere un desequilibrio de fase o una conexión floja en una pata.

Adquisición de contactores y relés de control

Solicite más que una calificación actual. Las hojas de datos útiles incluyen datos de bobinas para CA y CC, curvas de vida mecánica y eléctrica, información de reducción de potencia y disposición de terminales. También vale la pena preguntarse qué cambia entre una muestra y una producción, porque el material de contacto, el espesor del revestimiento y la fuerza del resorte modifican las cifras de vida útil más que la calificación general.

La empresa detrás de este sitio, Ningbo Chengyuan Chuangke Electronics, fabrica relés en Yinzhou, Ningbo desde 1996, y su perfil de la empresa describe una gama que cubre relés electromagnéticos de uso general, relés de láminas, relés de enclavamiento magnético y módulos de control industrial montados en rieles. Sus patentes de 2012 a 2014 incluyen un mecanismo biestable de enganche magnético de ajuste rápido, un relé de enganche magnético push-pull y un relé de termopar tipo marco. Si necesita datos de bobina para un circuito de interfaz de 24 VCC o un contacto de 16 A para un arrancador pequeño, puede solicitar una cotización y haga coincidir las piezas con su panel.

Los contactores y los relés no son respuestas contradictorias a la misma pregunta. El contactor maneja la carga, el relé maneja la lógica y un panel funciona de manera confiable cuando se elige cada dispositivo para el trabajo que realmente realizará.