Contactor Eléctrico: Funciones, Aplicaciones y Ventajas

Qué función cumple el contactor

Son dispositivos diseñados para controlar el flujo de corriente en circuitos eléctricos, lo que los convierte en elementos esenciales en una amplia gama de aplicaciones industriales y comerciales. En este artículo, exploraremos en profundidad qué es un contactor eléctrico, cómo funciona, dónde se utiliza y las ventajas que ofrece.

¿Qué es un Contactor?

Es un interruptor electromagnético utilizado para controlar la circulación de corriente eléctrica en circuitos de alta, mediana y baja potencia potencia. Consiste en una bobina electromagnética y un conjunto de contactos eléctricos que se abren y cierran según la corriente que fluye a través de la bobina. Los contactores son especialmente útiles en aplicaciones que requieren el control de grandes cantidades de energía eléctrica, como motores eléctricos, sistemas de iluminación industrial y equipos de calefacción.

Cómo funciona el contactor

El funcionamiento de un contactor eléctrico se basa en el principio de la atracción magnética. Cuando una corriente eléctrica pasa a través de la bobina electromagnética del contactor, esta crea un campo magnético que atrae los contactos eléctricos móviles, estos contactos pueden ser normalmente abiertos (NA) o normalmente cerrados (NC). Cuando la bobina del contactor es energizada, los contactos NA se cierran dejando pasar a través de ellos la corriente y los NC se abren interrumpiendo el flujo de la corriente.

Si la alimentación de la bobina es interrumpida, el campo magnético se disipa y los contactos vuelven a su posición original, abriendo el circuito y deteniendo el flujo eléctrico si los contactos son normalmente abiertos o cerrando el circuito nuevamente y dejando fluir la corriente a través de ellos si son normalmente abiertos.

Contactor trifásico y sus partes

Usos y aplicaciones del contactor

El contactor es especialmente útil en aplicaciones donde se requieren operaciones frecuentes y rápidas. Aquí te dejo algunos de los usos y aplicaciones más comunes de los contactores:

1. Control de Motores Eléctricos:

   • Encender y apagar motores eléctricos de gran potencia en industrias.
   • Proporcionar protección contra sobrecargas y fallas de fase.

2. Iluminación:

   • Controlar sistemas de iluminación en grandes edificios y fábricas.
   • Permitir la automatización del encendido y apagado de luces.

3. Sistemas de Calefacción y Aire Acondicionado:

   • Gestionar la operación de calentadores, calderas, y sistemas de aire acondicionado.
   • Facilitar el control de temperatura en instalaciones grandes.

4. Automatización Industrial:

   • Integrar en sistemas de control para operaciones automatizadas.
   • Permitir la programación de procesos industriales complejos.

5. Bombeo de Agua:

   • Controlar bombas en sistemas de suministro de agua y tratamiento de aguas residuales.
   • Asegurar la operación eficiente de bombas en diferentes condiciones de trabajo.

6. Elevadores y Escaleras Mecánicas:

   • Regular el funcionamiento de elevadores y escaleras mecánicas en edificios.
   • Garantizar la seguridad y eficiencia del transporte vertical.

7. Equipos de Soldadura:

   • Conectar y desconectar equipos de soldadura en aplicaciones industriales.
   • Ofrecer control preciso en procesos de fabricación.

8. Sistemas de Energía Renovable:

   • Controlar la conexión de paneles solares y turbinas eólicas a la red eléctrica.
   • Proteger los sistemas contra sobrecargas y fallos.

9. Circuitos de Alimentación Eléctrica:

   • Gestionar la distribución de energía en edificios comerciales y residenciales.
   • Facilitar el control remoto de circuitos de potencia.

Los contactores son componentes esenciales en la gestión y control de sistemas eléctricos de gran envergadura, permitiendo operaciones seguras, eficientes y automáticas en una amplia variedad de aplicaciones industriales y comerciales.

Tipos de contactores eléctricos que existen

Existen varios tipos de contactores eléctricos, cada uno diseñado para cumplir con requisitos específicos de aplicaciones y capacidades. A continuación, te presentamos los principales tipos de contactores eléctricos:

1. Contactores de CA (Corriente Alterna)

• Uso Común: Control de motores de corriente alterna, sistemas de iluminación, y otros equipos que operan con corriente alterna.
• Características: Diseñados para manejar las variaciones de corriente y voltaje de los sistemas de CA.

2. Contactores de CC (Corriente Continua)

• Uso Común: Control de motores de corriente continua, sistemas de baterías, y otros equipos que operan con corriente continua.
• Características: Diseñados para manejar la corriente continua y evitar los arcos eléctricos que pueden formarse en circuitos de CC.

3. Contactores de Arranque Directo (DOL – Direct On Line)

• Uso Común: Arranque directo de motores eléctricos.
• Características: Permiten conectar el motor directamente a la fuente de alimentación, proporcionando el par máximo desde el arranque.

4. Contactores de Arranque Estrella-Triángulo

• Uso Común: Arranque de motores grandes para reducir la corriente de arranque y el par.
• Características: Cambian la configuración del motor de estrella (wye) a triángulo (delta) después de un tiempo de arranque.

5. Contactores Reversibles

• Uso Común: Permitir la inversión de la dirección de rotación de los motores eléctricos.
• Características: Incluyen dos contactores que permiten cambiar la secuencia de fases para invertir el sentido de giro del motor.

6. Contactores de Sobrecarga

• Uso Común: Protección de motores y otros equipos contra sobrecargas.
• Características: Incorporan relés térmicos o electrónicos para desconectar el circuito en caso de sobrecarga.

7. Contactores Modulares

• Uso Común: Aplicaciones en paneles de control y distribución de energía.
• Características: Diseño modular para facilitar la instalación y el mantenimiento.

8. Contactores de Vacío

• Uso Común: Aplicaciones de media y alta tensión, como subestaciones eléctricas y grandes motores industriales.
• Características: Utilizan un vacío para extinguir el arco eléctrico, proporcionando una mayor durabilidad y capacidad de interrupción.

9. Contactores de Alta Frecuencia

• Uso Común: Aplicaciones en sistemas de energía renovable y electrónica de potencia.
• Características: Diseñados para operar a altas frecuencias, minimizando las pérdidas y mejorando la eficiencia.

10. Contactores de Estado Sólido

• Uso Común: Aplicaciones donde se requiere un control preciso y sin ruidos mecánicos.
• Características: Utilizan semiconductores en lugar de contactos mecánicos, proporcionando una operación silenciosa y rápida.

11. Contactores de Sobretensión

• Uso Común: Protección de equipos contra picos de voltaje.
• Características: Diseñados para desconectar el equipo en caso de sobretensiones peligrosas.

Cada tipo de contactor tiene características específicas que lo hacen adecuado para ciertas aplicaciones, asegurando el control y protección necesarios en los distintos sistemas eléctricos.

Cómo elegir un contactor eléctrico

Elegir un contactor eléctrico adecuado para una aplicación específica implica considerar varios factores clave para asegurarse de que el dispositivo cumpla con los requisitos del sistema. Aquí te dejo una guía sobre cómo elegir un contactor eléctrico:

1. Tipo de Carga

• Motores: Si vas a controlar motores eléctricos, necesitas un contactor adecuado para el arranque y operación del motor.
• Iluminación: Para sistemas de iluminación, elige un contactor diseñado para manejar cargas inductivas o resistivas según el tipo de lámparas.
• Sistemas de calefacción: Los contactores para sistemas de calefacción deben manejar cargas resistivas y proporcionar la capacidad de conmutación necesaria.

2. Corriente Nominal (Ampers)

• Determina la corriente nominal del dispositivo que vas a controlar.
• Asegúrate de que el contactor pueda manejar la corriente máxima del circuito, con un margen de seguridad.

3. Tensión de Operación (Volts)

• Verifica la tensión de operación del circuito (CA o CC) y elige un contactor que sea compatible con ese voltaje.
• Asegúrate de que el contactor tenga la capacidad de conmutación adecuada para la tensión de línea.

4. Frecuencia de Operación

• Considera la frecuencia de conmutación del contactor. Algunos contactores están diseñados para operaciones frecuentes, mientras que otros están mejor para operaciones más esporádicas.

5. Capacidad de Corriente de Arranque

• Para motores y otras cargas inductivas, es crucial que el contactor soporte las corrientes de arranque, que pueden ser significativamente mayores que la corriente nominal.

6. Número de Polos

• Determina cuántos polos necesita tu aplicación (unipolar, bipolo, tripolar, etc.).
• Los motores trifásicos, por ejemplo, requieren contactores tripolares.

7. Tipo de Contactos

• Considera si necesitas contactos auxiliares adicionales para señales de control o retroalimentación.
• Elige contactos NO (normalmente abiertos) o NC (normalmente cerrados) según lo requiera tu aplicación.

8. Entorno de Operación

• Considera las condiciones ambientales donde se instalará el contactor (temperatura, humedad, polvo, vibraciones, etc.).
• Algunos contactores están diseñados para entornos específicos y pueden tener protecciones adicionales contra polvo o humedad.

9. Compatibilidad y Normas

• Asegúrate de que el contactor cumpla con las normativas y estándares aplicables (IEC, UL, etc.).
• Verifica la compatibilidad con los equipos y sistemas existentes.

10. Fabricante y Calidad

• Elige contactores de fabricantes reconocidos y de alta calidad para garantizar la fiabilidad y durabilidad del equipo.
• Consulta las especificaciones técnicas y la documentación del fabricante.

11. Funciones Adicionales

• Algunos contactores ofrecen funciones adicionales, como relés térmicos integrados para protección contra sobrecargas.
• Considera si necesitas características como control remoto, enclavamientos mecánicos, o capacidad de monitoreo.

12. Costo y Disponibilidad

• Evalúa el costo en relación con las características y la calidad.
• Asegúrate de que el contactor y sus repuestos sean fácilmente disponibles en tu región.

Pasos para Seleccionar un Contactor:

1. Identificar la aplicación específica y el tipo de carga que controlará el contactor.
2. Calcular la corriente nominal y de arranque del dispositivo.
3. Seleccionar la tensión de operación y asegurarse de la compatibilidad.
4. Determinar el número de polos necesarios.
5. Elegir el tipo de contactos auxiliares si es necesario.
6. Verificar las condiciones ambientales y seleccionar un contactor adecuado para esas condiciones.
7. Consultar las normas y estándares relevantes.
8. Comparar productos de diferentes fabricantes para elegir el mejor en términos de calidad y costo.

Siguiendo estos pasos y consideraciones, podrás seleccionar un contactor eléctrico que cumpla con las necesidades específicas de tu aplicación y asegure un rendimiento eficiente y seguro.

Diagrama eléctrico de un contactor trifásico

En la imagen de arriba podemos ver como se conecta y también los símbolos de los contactores eléctricos en el diagrama de control y fuerza del arranque y paro de un motor trifásico con simbología NEMA.

Ventajas de Utilizar Contactores Eléctricos

1. Control Eficiente: Los contactores permiten encender y apagar grandes cargas eléctricas de manera eficiente, evitando la sobrecarga de circuitos.
2. Durabilidad: Diseñados para manejar altas corrientes, los contactores son robustos y duraderos, lo que asegura su funcionamiento a largo plazo.
3. Seguridad: Al separar el control de la corriente del dispositivo de conmutación, los contactores reducen el riesgo de electrocución para los operadores.
4. Flexibilidad: Pueden integrarse con sistemas de automatización y control remoto, lo que mejora la eficiencia y la productividad en diferentes aplicaciones.
5. Menor Desgaste: Al evitar que los interruptores manuales manejen corrientes elevadas, los contactores reducen el desgaste y la necesidad de reemplazo frecuente.

Cuál es la diferencia entre un contactor y un relevador

Aunque los contactores y los relevadores (o relés) cumplen funciones similares al controlar circuitos eléctricos, existen varias diferencias clave entre ellos, principalmente en términos de capacidad de manejo de corriente, diseño y aplicaciones. Aquí te detallo las principales diferencias:

Capacidad de Manejo de Corriente

• Contactor:
  • Diseñado para manejar corrientes altas, típicamente en aplicaciones industriales.
  • Capaz de controlar dispositivos que requieren grandes cantidades de energía, como motores eléctricos y sistemas de calefacción.
• Relevador (Relé):
  • Generalmente utilizado para corrientes bajas o moderadas.
  • Adecuado para aplicaciones que no requieren manejar grandes cargas eléctricas, como el control de pequeños circuitos electrónicos o sistemas de señalización.

Tamaño y Construcción

• Contactor:
  • Suele ser más grande y robusto debido a la necesidad de manejar mayores corrientes y voltajes.
  • Construido con contactos más grandes y resistentes para soportar el desgaste causado por las altas corrientes.
• Relevador (Relé):
  • Más pequeño y ligero.
  • Diseñado para aplicaciones donde el espacio es limitado y las corrientes son menores.

Aplicaciones

• Contactor:
  • Ideal para aplicaciones industriales y comerciales pesadas.
  • Comúnmente utilizado en el control de motores, sistemas de calefacción, iluminación industrial, y otros equipos de alta potencia.
• Relevador (Relé):
  • Usado en aplicaciones donde se requieren señales de control de baja potencia.
  • Aplicaciones incluyen sistemas de automatización, equipos de comunicación, alarmas, y control de pequeños dispositivos eléctricos.

Durabilidad y Ciclo de Vida

• Contactor:
  • Diseñado para soportar un alto número de operaciones (encendidos y apagados).
  • Mayor durabilidad debido a los materiales robustos empleados en su construcción.
• Relevador (Relé):
  • Aunque también puede tener una larga vida útil, generalmente no está diseñado para tantas operaciones como un contactor.
  • Puede desgastarse más rápidamente en aplicaciones de alta demanda.

Sistema de Conmutación

• Contactor:
  • Generalmente tiene un sistema de conmutación más complejo y robusto.
  • Puede incluir sistemas de apagado de arco eléctrico para manejar las altas corrientes.
• Relevador (Relé):
  • Sistema de conmutación más simple.
  • No está diseñado para manejar la interrupción de corrientes tan altas como un contactor.

En resumen, la principal diferencia radica en la capacidad de manejo de corriente y la robustez del diseño. Los contactores están destinados a aplicaciones de alta potencia y uso industrial, mientras que los relevadores son más adecuados para aplicaciones de baja potencia y uso en sistemas de control y señalización.

Conclusión

Los contactores eléctricos son componentes esenciales en la gestión de corrientes eléctricas en aplicaciones industriales y comerciales. Su capacidad para controlar eficientemente la energía eléctrica, mejorar la seguridad y aumentar la durabilidad los convierte en una elección inteligente para una variedad de sistemas. Desde el control de motores hasta la gestión de la iluminación industrial, los contactores desempeñan un papel crucial en la automatización y eficiencia de numerosos procesos.