El Contactor El contactor 1.- LA CONMUTACIÓN MANUAL. Conmutación en electricidad significa el poder de conectar y desconectar algún receptor. Un motor eléctrico trifásico, necesita para su alimentación tres fases (L1, L2, L3)(Figura 1a), y como cualquier otro receptor, ha de estar dotado de un dispositivo que permita su adecuada conexión a la red eléctrica de alimentación. A dicho dispositivo se le exige que realice la conexión y desconexión en carga y que su corte sea omnipolar (que corte todas las fases). L1 L2 L3 0 1 a) b) Figura 1. Conmutación de un motor mediante interruptor. Como dispositivo preferente hay que citar el interruptor tripolar, que contará con tres contactos, y dos posiciones estables: Posición 0: contactos abiertos (motor parado). Posición 1: Contactos cerrados (motor en maracha). Su disposición constructiva puede adoptar diversas formas y tamaños (Figura 1b). Este sistema de conmutación presenta un inconveniente para ciertas aplicaciones. Si activamos una máquina movida por un motor a través de un interruptor y la compañía suministradora de electricidad nos deja sin corriente la máquina se parará. Al reestablecerse el suministro la máquina empezará a funcionar inmediatamente con el consiguiente peligro para los operarios que se encuentren en sus proximidades. Para evitar este problema, en numerosas aplicaciones se usa el contactor. 2. EL CONTACTOR. SU ESTRUCTURA. Un contactor es un dispositivo de conmutación (conexión y desconexión de una carga) que se acciona electromagnéticamente. En la Figura 2 se observa que está formado por unos contactos principales (1-2, 3-4 y 5-6 todos abiertos) y unos contactos auxiliares (13-14 abierto y 11-12 cerrado) unidos a la parte móvil de un electroimán. Al aplicar tensión a las bornas de la bobina A1-A2 (Figura 3), la corriente que la atraviesa El Contactor provoca la atracción de la parte móvil hacia la fija, venciendo la fuerza de un resorte. En su arrastre, cierran los contactos denominados principales (1-2, 2-3, 5-6) y sus contactos auxiliares también cambian de posición, el 13-14 se cierra y el 21-22 se abre. Si eliminamos la tensión aplicada a la bobina, el conjunto vuelve a su posición inicial y los contactos principales se abren de nuevo. Figura 2. Estructura de un contacto. Contactor en reposo. Figura 3. Contactor activado En la Figura 4 observamos el aspecto externo de dos contactores Figura 4. Aspecto externo de contactores Siemens y Telemecanique. El Contactor El símbolo de un contactor es el de la Figura 5. Los bornes de conexión de los contactores se nombran mediante cifras o códigos de cifras y letras que permiten identificarlos, facilitando la realización de esquemas y labores de cableado. Esta operación conocida como marcado o referenciado de bornes se encuentra recogida en la norma CEI –947-4. Así un contactor, referenciado con las letras -KM seguidas de un número de orden, estará constituido básicamente por las siguientes partes: Bobina. Es el elemento que produce una fuerza de atracción al ser atravesado por una corriente eléctrica. Cuando es alimentada por una tensión se cierran los contactos principales del contactor, cuando desaparece dicha tensión los contactos principales se abren. Viene referenciada con las letras A1 y A2. Contactos principales: Son los destinados a conectar y desconectar los receptores del circuito de potencia (motores, resistencias eléctricas, etc.). Vienen marcados con la referencias 1-2, 3-4, 5-6. Contactos auxiliares: Son los encargados de abrir y cerrar en los circuitos de mando. Pueden estar situados en el mismo cuerpo del contactor o en Bloques de contactos auxiliares como se observa en la Figura 6. Vienen referenciados con dos cifras. La cifra de las unidades indica la función del contacto y las cifras de las decenas indica el número de orden de cada contacto en el contactor: o .1 y .2, contacto normalmente cerrado NC. o .3 y .4, contacto normalmente abierto NA. o .5 y .6 o .7 y .8 contacto de apertura y cierre temporizado. Figura 5. Símbolo de un contactor. Figura 6. Contactor. Bloques de contactos auxiliares. El Contactor Para la conmutación de motores trifásicos se emplean contactores tripolares. El contactor puede accionarse o activarse por medio de elementos auxiliares de mando, como un interruptor o pulsador (Figura 7), eliminando la acción manual y directa del operario sobre el motor o elemento de potencia. Figura 7. Activado del contactor. El contactor tiene ventajas sobre el interruptor manual. Entre otras citamos: Su elevada velocidad de conexión y desconexión. Es posible interrumpir corriente elevadas por medio de un circuito de mando por el que pasa una pequeña intensidad. Por lo que aumenta la seguridad de los operarios al alejar las grandes corrientes del punto de mando o uso. Se pueden multiplicar los puestos de mando y situarlos cerca del operador. Si se produce una interrupción momentánea de corriente, garantiza la seguridad del personal contra los arranques imprevistos mediante el mando por pulsadores. Su posibilidad de mando a distancia. Las tensiones a aplicar a la bobina, o tensiones de activado del contactor, tienen valores normalizados en corriente continua y alterna. Destacamos en la Figura 8, sus valores usuales. C. Alterna C. Continua 24v 48v 127v 230v 240v 400v 440v 500v 12v 24v 48v 60v 72v 110v 220v 250v Figura 8. Tensiones de activado de contactores. El Contactor 3.- FORMAS EN QUE SE PRESENTA UN CONTACTOR Un contactor se puede presentar en diferentes formatos, y se les denomina en función del número de contactos de fuerza y número de contactos auxiliares que trae incorporados (Figura 9). Figura 9. Tipos de contactores. El Contactor 4.- ELEMENTOS ACCESORIOS DE UN CONTACTOR. A los contactores se les puede acoplar distintos accesorios. Los más usuales son los siguientes (Figura 10): Figura 10. Elementos accesorios de un contactor. 1.- Contactor. 2.- Bloques electrónicos de relés de tiempo. Dispositivos de dos terminales que irán conectados en serie o en paralelo de la bobina del contactor, dependiendo del modelo. Traerán un contacto eléctrico que se activará con una temporización específica (Figura 11 a y b). Figura 11a. Bloques electrónicos de relés de tiempo. Figura 11b. Bloques electrónicos de relés de tiempo. Figura 12. Bloque de contactos auxiliares con temporización electrónica. 3.- Bloque de contactos auxiliares con temporización electrónica. Conectados mecánicamente al dispositivo móvil del contactor, tienen unos contactos que pueden ser con retraso a la excitación, con retraso a la desexcitación y con función estrella-triángulo (Figura 12). El Contactor 4.- Bloque de contactos tetrapolares para conexión frontal (Figura 13). Figura 14. Puente de conexión en estrella Figura 13. Bloque de contactos tetrapolares. Figura 15. Bloque de contactos auxiliares lateralmente montables. Figura 16. Bloques de contactos unipolares. 5.- Puente de conexión en estrella. Se utiliza para realizar conexiones rápidas entre los contactos de un contactor sin tener que usar cables eléctricos (Figura 14). 6.- Bloque de contactos auxiliares, lateralmente montables (Figura 15). 7.- Bloque de contactos auxiliares unipolar, montable frontalmente (Figura 16). 8.- Enclavamiento mecánico, lateralmente montable. Conectado entre dos contactores, impide mecánicamente que estos puedan activarse a la vez. Es muy usado en inversiones de giro y arranques estrella-triángulo (Figura 17). Figura 27. Enclavamiento mecánico, lateralmente montable. Figura 28. Enclavamiento mecánico, frontalmente montable. Figura 29. Módulos de cableado. 9.- Enclavamiento mecánico, frontalmente montable (Figura 18). 10.- Módulos de cableado para inversión de giro (Figura 19). 11.- Limitador de sobretensión. Se utilizan para evitar las sobretensiones que se producen en extremos de las bobinas de los contactores en las desconexiones, que podrían dañar a otros elementos que se encuentren en paralelo con la bobina del El Contactor contactor. Pueden ser de diferentes tipos: Una célula RC (Resistencia-condensador en serie), un varistor, diodos y diodos zener para alimentaciones de C.C. Figura 20. Limitador de sobretensión RC. Figura 21. Limitador de sobretensión por diodos para C.C. Figura 22. Bloque con LED para indicar el funcionamiento del contactor Figura 23. Elemento de acoplamiento a PLC 12.- Bloque con LED para indicar el funcionamiento del contactor. 13.- Elemento de acoplamiento a PLC (autómata programable). Dispositivo que facilita la activación de un contactor a través de la señal de C.C de salida de un autómata programable. 5.- CARACTERISTICAS DE UN CONTACTOR. Las características más importantes de un contactor son: - Categoría de empleo: Establece las circunstancias y el tipo de receptor que va a alimentar el contactor (AC1, AC2, AC3, AC4, ver Figura 26, etc.). - Calibre de un contactor: Identifica el tamaño de un contactor. Y este calibre vendrá identificado con una referencia que dependerá del fabricante. - Intensidad asignada de empleo (Ie): Es la corriente nominal máxima del receptor que el contactor puede establecer, soportar e interrumpir en unas condiciones de utilización definidas: tensión, frecuencia, categoría de empleo y temperatura ambiente. - Tensión asignada de empleo: Valor de tensión que, combinada con la intensidad asignada de empleo, determina el uso de un contactor. Para los circuitos trifásicos es la tensión entre fases. - Poder de cierre: Valor eficaz de la intensidad de corriente que el contactor puede establecer en las condiciones fijadas por las normas. El Contactor - Poder de corte (o intensidad máxima cortada): Es el valor eficaz de la intensidad de corriente que el contactor puede cortar en las condiciones fijadas por las normas. - Factor de marcha (m): Es la relación entre la duración del paso de corriente “I” y la duración del ciclo “T” (Figura 24). Ciclo de maniobra: Es 1 cierre + 1 apertura de un contactor. Figura 24. Factor de marcha de un contactor. - Durabilidad eléctrica: Es el número de maniobras (conexión + desconexión) que soportan los contactos de un contactor sin que deban ser cambiados. Así los fabricantes de contactores nos dan unas curvas donde dependiendo de la categoría de empleo, la tensión de red, la corriente cortada (intensidad de corte) por un contactor y un calibre determinado nos dan los millones de maniobras de durabilidad que va a tener ese contactor. 6.- CATEGORÍAS DE EMPLEO DEL CONTACTOR La categoría de empleo de un contactor definirá el tipo de receptor que va a conmutar (motor de jaula, motor de anillos, resistencias eléctricas, etc.), y el tipo de tensión que va a necesitar el receptor (corriente alterna AC o corriente continua DC). Una característica importante para la elección de un contactor para un receptor eléctrico, es la naturaleza de éste y su modo de ser conmutado. Los contactos de un contactor soportan: - En el instante de su cierre, la intensidad de establecimiento. Dicha intensidad puede ser prácticamente la nominal del receptor si su naturaleza es resistiva, pero será alta (la de arranque), si se trata de un motor. - Mientras permanecen cerrados, la intensidad de consumo nominal del receptor o motor. Dicha intensidad puede producir en ellos unos calentamientos excesivos si no están debidamente dimensionados. - En el instante de la apertura en carga, la intensidad de corte. Este es el momento de máximo deterioro de los contactos, ya que en la “chispa” producida se vaporizan fragmentos del metal que los constituye. El Contactor En función de la potencia del receptor que vaya a conmutar un contactor, y de la categoría de empleo de éste, deberemos escoger un contactor de un calibre o tamaño determinado (Figura 25). Figura 25. Distintos calibres de contactores. Las categorías de empleo vienen definidas en la norma IEC 947-4. En la Figura 26 tenemos un resumen de las categorías de empleo con las intensidades de establecimiento y corte típicas. Categoría Tipo de receptor Receptores de corriente alterna AC-1 AC-2 AC-3 AC-4 AC-5a AC-5b AC-6a AC-6b AC-7a y b AC-8a AC-8b DC-1 DC-3 DC-5 DC-6 AC-14 AC-15 DC-13 Cargas no inductivas o débilmente inductivas resistivas con un cos0,95: Calefacción eléctrica, Hornos de resistencias, Distribución de corriente. Motores de rotor bobinado (motores de anillos): Arranque e inversión de marcha, frenado en contracorriente así como marcha por impulsos. Motores de rotor en cortocircuito (jaula): arranque y corte a motor lanzado cuando se ha llegado a estabilizar su velocidad de régimen. Motores de rotor en cortocircuito (jaula): Inversión brusca de marcha, frenado por contracorriente, funcionamiento por impulsos. Lámparas de descarga Lámparas de incandescencia Transformadores Batería de condensadores Aplicaciones domésticas Mando para motores de compresores herméticos de refrigeración con reame manual de sobrecarga Mando para motores de compresores herméticos de refrigeración con rearme automático de sobrecarga Receptores de corriente continua Cargas no inductivas o débilmente inductivas, hornos de resistencias. Motores Shunt: arranque, inversión de marcha, marcha a impulsos. Motores Serie: arranque, inversión de marcha, marcha a impulsos. Lámparas de incandescencia Contactos y Contactores auxiliares Control de cargas de potencia inferior a 72 VA. Control de bobinas de contactores y relés Control de cargas de potencia mayor a 72 VA. Control de bobinas de contactores. Control de la bobina de contactores sin resistencia de economía Figura 26. Categorías de empleo de contactores El Contactor A continuación vamos a estudiar las categorías de empleo más usadas en corriente alterna: Categoría de empleo AC1: Un contactor trabaja en categoría de empleo AC1 cuando conmuta cargas resistivas, o más exactamente cargas con un cosφ≥0,95. Tal como es el caso de las resistencias eléctricas de calefacción. En esta categoría no hay una punta de intensidad de establecimiento. Tanto la intensidad de establecimiento, como la de corte es la intensidad nominal del receptor (Figura 27). Figura 27. Contactor en categoría de empleo AC1. Categoría de empleo AC3. Un contactor trabaja en categoría de empleo AC3 cuando conmuta motores trifásicos con rotor en cortocircuito (jaula de ardilla), que una vez arrancados llegan a alcanzar su velocidad de régimen. En estas condiciones, el contactor tiene por intensidad de establecimiento la de arranque del motor y por intensidad de corte, la nominal del motor (Figura 28). En categoría AC3, la punta de intensidad del arranque del motor que sufren los contactos del contactor, da a lugar a que el contactor soporte menos corriente que si trabajara en categoría AC1. Figura 28. Contactor en categoría de empleo AC3. El Contactor Categoría de empleo AC4. Un contactor trabaja en categoría de empleo AC4 cuando conmuta motores trifásicos con rotor en cortocircuito (jaula de ardilla) en condiciones que podemos llamar “especiales”: - Marcha a impulsos, es decir, se arranca el motor y se para antes de que llegue a alcanzar su velocidad de régimen. Las inversiones bruscas del sentido de giro. Frenado por contracorriente. En estas condiciones la intensidad de establecimiento y la de corte del contactor son elevadas. (Figura 29). Figura 29. Contactor en categoría de empleo AC4. Categoría de empleo AC2. Un contactor trabaja en categoría de empleo AC2 cuando conmuta Motores de rotor bobinado (motores de anillos): Arranque e inversión de marcha, frenado en contracorriente así como marcha por impulsos. Esta variante de categoría puede ser similar a: - Categoría AC3 cuando es un motor de anillos con corte a motor lanzado, es decir que la parada se produce cuando ha arrancado totalmente (Figura 28). - Categoría AC4 cuando es un motor de anillos con corte a motor calado, es decir que la parada se produce en el periodo de arranque (Figura 29). El Contactor 7.- ELECCIÓN DE UN CONTACTOR. Elegir con contador para una aplicación concreta significa fijar la capacidad del aparato para establecer, soportar e interrumpir la corriente del receptor que se desea controlar en unas condiciones de utilización establecidas. Para elegir correctamente un contactor hay que seguir varios pasos y obtener las siguientes variables: 1. Potencia eléctrica del receptor (P): Se refiere a la potencia del receptor que el contactor va a conmutar. Si el receptor es un motor, la potencia eléctrica P que absorbe el motor es el cociente entre la potencia útil Pútil y el rendimiento del motor: P Pútil Re n dim iento Los fabricantes de motores suelen dar la potencia útil o mecánica, el rendimiento del motor y la intensidad nominal que absorben de la red, en los demás receptores nos darán directamente la potencia eléctrica del receptor. 2. Intensidad nominal In del receptor: Dependiendo de si el receptor es monofásico o trifásico utilizaremos una de las siguientes fórmulas: Suministro monofásico: Suministro trifásico: In P V cos In P 3 V cos In= Intensidad (A); P= Potencia (W), V= Tensión de la línea (V)( En trifásica es tensión entre fases), cos = Factor de potencia . 3. Categoría de empleo del contactor: En función del tipo de receptor definiremos la categoría de empleo del contactor (AC1, AC2, … etc.) 4. Sobreintensidad en el arranque “Ia”: Algunos receptores (motores, alumbrado fluorescente) en el momento de conectarlos a la red absorben un pico de corriente elevado que desaparece hasta circular la corriente nominal del receptor. Así podemos definir la sobreintensidad en el arranque como el pico de Intensidad que circula por los contactos del contactor en el momento de cierre de estos. El valor de la sobreintensidad en el arranque “Ia” depende del tipo de receptor: - - Alumbrado lámparas de filamento: 15 a 20 veces In (cos =1). Lámparas de vapor de mercurio: 1 a 1.6 veces In (cos =0.65 sin compensar, cos =0.9 con compensado) Alumbrado fluorescente: 15 a 20 veces In para equipos no compensados y 1.1 a 1.6 In para equipos compensados (cos =0.5 sin compensar, cos =0.9 con compensado, cos=0.6 con balasto electrónico). Calefacción por resistencias eléctricas: 2 a 3 veces In (cos 0.95). Primario de un transformador: 20 a 30 veces In. Acoplamiento de condensadores: intensidad de cortocircuito. Motores con rotor en cortocircuito (jaula): 5 a 7 veces In. Motores con rotor bobinado (anillos) y Motores de corriente continua Shunt: 2.5 veces In. Arrancador estrella-triángulo: 1,3 a 2,6 veces In. El Contactor El valor eficaz de la sobreintensidad en el arranque será: Iaeficaz Ia 2 5. Calibre del contactor: Categoría de Empleo AC-1, AC-3, AC2 (motor anillos corte a motor lanzado, es decir cuando ha arrancado totalmente) (Figura 30): Parea elegir un contactor que trabaje en estas categorías de servicio seguiré los siguientes pasos: a) El calibre del contactor debe ser tal que para la categoría de empleo utilizada, su corriente de empleo máxima Ie sea igual o superior al de la Intensidad nominal del receptor In (en caso de lámparas de descarga IeIn/0,6). Los calibres comerciales de los contactores Telemecanique son los reflejados en la Tabla de la Figura 30. b) Debe cumplirse que el Poder de cierre (Valor de la intensidad que el contactor es capaz de establecer en el momento del cierre según el fabricante, tabla Figura 30) del contactor elegido, sea superior a la sobreintensidad en el arranque Iaeficaz, en caso contrario deberemos escoger un calibre superior. c) Si nos dan como dato la durabilidad eléctrica que debe tener el contactor, compruebo la durabilidad del calibre obtenido anteriormente en las curvas correspondientes (Figura 31). Para ello necesito conocer la Intensidad de corte Ic (o corriente cortada). Si no es la durabilidad adecuada escojo el calibre superior que lo cumpla. Categoría de Empleo AC-4, AC2 (motor anillos corte a motor calado, es decir durante el arranque o el frenado): Este tipo de utilización de un contactor conduce a un gran número de maniobras, y donde la intensidad de corte es muy importante. Para escoger el calibre del contactor en categoría AC2 o AC4, sigo los siguientes pasos: a) Me deberán dar la intensidad de corte de cuando se desconecta el motor, si no escogeremos la Intensidad de corte Ic (o corriente cortada ) siguiente, en función de la categoría de empleo: Ic(AC4): 6 veces la intensidad nominal del motor In. Ic(AC2): 2,5 veces la intensidad nominal del motor In. Pocas maniobras/hora (menos de 150): buscaremos una Intensidad máxima cortada dada por el fabricante (Figura 30) superior a la Intensidad de corte Ic, obteniendo así el calibre mínimo del contactor. Muchas maniobras/hora (mas de 150): Utilizaré la parte correspondiente de la Figura 30 para obtener Intensidad máxima cortada. b) Si nos dan como dato la durabilidad eléctrica que debe tener el contactor, compruebo la durabilidad del calibre obtenido anteriormente en las curvas correspondientes (Figura 31). Para ello necesito conocer la Intensidad de corte Ic (o corriente cortada). Si no es la durabilidad adecuada escojo el calibre superior que lo cumpla. El Contactor Elección de Contactores Referencia fabricante Telemecanique (V≤440 V) Categoría AC1 (Resistivo cosφ≥0,95) Calibre de contactores K06 K09 K12 D09 D12 D18 D25 D32 D40 D50 D65 Poder de cierre eficaz 110 110 144 250 250 300 450 550 800 900 1000 1100 1250 40ºC 20 20 20 25 25 32 32 50 60 80 80 125 250 275 350 500 700 1000 1600 60ºC 16 20 20 25 25 32 32 50 60 80 100 125 200 275 300 430 580 850 1350 70ºC 16 16 16 17 17 22 28 35 42 56 56 80 160 180 250 340 500 700 1100 6 9 12 9 12 18 25 32 40 50 63 80 115 185 265 400 500 630 780 - - - 1200 1200 1200 1200 1000 1000 1000 1000 750 750 750 750 500 500 500 500 - - - 1800 1800 1800 1800 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 600 Intensidad máxima de empleo Ie (Para un máximo de 600 ciclos de maniobras /hora) Categoría AC3 y AC2 Intensidad máxima de empleo Ie ( Motor de jaula o de anillos , corte a motor lanzado) 55ºC y 440V Factor marcha 85% Frecuencia máxima de ciclos de Factor maniobras/hora marcha 25% D80 D115 F185 F265 F400 F500 F630 F780 1800 2450 4000 5000 6300 8000 Intensidad máxima cortada de contactores para categoría se servicio AC4 y AC2 (corte durante el arranque) (Amperios) Categoría AC4 y AC2 ( Motor de jaula o de anillos, corte durante el arranque) Iemax. cortada= 6xI motor (menos de 150 maniobras/hora) V440V 36 54 54 54 72 108 150 192 240 300 390 480 630 1020 1470 2220 2760 3360 4260 440V690V 26 40 40 40 50 70 90 105 150 170 210 250 540 708 D09 D12 D18 D25 D32 D40 D50 D63 D80 30 40 45 75 80 110 140 160 200 280 380 560 780 1100 1400 1600 27 36 40 67 70 98 120 148 170 250 350 500 700 950 1250 1400 24 30 35 56 60 80 100 132 145 215 300 400 600 750 950 1100 19 24 30 45 50 62 80 110 120 170 240 320 450 600 720 820 16 21 25 40 45 53 70 90 100 125 170 230 350 500 660 710 En función de las Maniobras/hora y Factor de K06 K09 K12 marcha De 150 y 15% 20 30 30 A 300 y 10% De 150 y 20% 18 27 27 A 600 y 10% De 150 y 30% 16 24 24 A 1200 y 10% De 150 y 55% 13 19 19 A 2400 y 10% De 150 y 85 % 10 16 16 A 3600 y 10% 1020 1830 2130 2760 2910 D115 F185 F265 F400 F500 F630 F780 Figura 30. Calibre de contactores TELEMECANIQUE A continuación se presentan las curvas para la obtención de la durabilidad eléctrica de los distintos calibres de contactores. El Contactor El Contactor El Contactor Figura 31. Durabilidad de contactores TELEMECANIQUE El Contactor 7.1.- Ejemplos de elección de contactores. Elección de un contactor para alimentar un circuito resistencias de calefacción: 3X400 V Elegir un contactor para alimentar un circuito de resistencias eléctricas para calefacción: - L1 L2 L3 Potencia total de todas las resistencias: 22 Kw. Tensión: Trifásica de 3x400/230 V. Temperatura ambiente 60ºC. Distribución uniforme de las resistencias (Figura 15). KM KM 1 KM Figura 15. Conmutación de un circuito de resistencias calefactoras. Consideraciones: - - El contactor trabaja en categoría de empleo AC1. Esta aplicación requiere pocos ciclos de maniobras. En la puesta en tensión de las resistencias se produce un pico de corriente bajo (de 2 a 3 veces In) debido a la diferencia de resistencia entre los filamentos fríos y calientes. El cosφ se aproxima a la unidad. Intensidad nominal del receptor In P 3 V cos 22000W 32 A 3 400V 1 Categoría de empleo del AC1 ( TABLA Figura 11) contactor Ia =3xIn=3x32= 96 A (Ver página 3-9) Sobreintensidad en el Ia 96 Iaeficaz 68 A arranque Ia 2 Calibre del contactor Durabilidad eléctrica 2 Calibre: D32 Intensidad de empleo: Ie(AC1)=50A32A a 60ºC Poder de cierre= 550 A 68 A Intensidad de corte: Ic=In= 32 A Según Curvas: 3 millones de maniobras El Contactor Elección de un contactor para un motor asíncrono de Jaula. Corte con motor lanzado: 3X400 V Elegir un contactor para alimentar un motor III de jaula, que una vez arrancado llega a alcanzar su velocidad de régimen. L1 L2 L3 Los datos a tener en cuenta serán: KM - Potencia útil del motor: 22 Kw. Rendimiento del motor: 0,89 cos de motor: 0,9 Tensión: Trifásica de 3x400. Temperatura ambiente 60ºC. KM 1 KM M Figura 16. Conmutación de un motor de jaula. Consideraciones: - El contactor trabaja en categoría de empleo AC3. Esta aplicación puede requerir numerosos ciclos de maniobras. Normalmente la corriente nominal del motor In nos la dará el fabricante para una tensión dada. El pico de corriente de arranque es siempre inferior al poder de corte asignado por el contactor. Potencia eléctrica Intensidad nominal del receptor Categoría de empleo del contactor Sobreintensidad en el arranque Ia Calibre del contactor Durabilidad eléctrica P In Pútil 22000 24.719w Re n dim iento 0,89 P 3 V cos 24.719W 40 A 3 400V 0,9 AC3 ( TABLA Figura 11) Ia =7xIn=7x40= 280 A Iaeficaz Ia 2 280 198,6 A 2 Calibre: D50 Intensidad de empleo: Ie(AC3)=50A40A Poder de cierre = 900 A 198,6A Intensidad de corte: Ic=In= 40 A Según Curvas: 2 millones de maniobras El Contactor Elección de un contactor para alimentar un circuito de lámparas de Filamento: 3x400 /230 V Elegir un contactor para alimentar un circuito de lámparas de filamento con los siguientes datos: - L1 Potencia total de todas las lámparas: 22 Kw. Tensión: Trifásica de 3x400/230 V. Temperatura ambiente 40ºC. Distribución uniforme de las lámparas entre las fases y el neutro (Figura 17). L2 L3 N - KM1 Verde Verde Verde Figura 17. Conmutación de un circuito de iluminación mediante un contactor. Consideraciones: - El contactor trabaja en categoría de empleo AC1. Esta aplicación requiere pocos ciclos de maniobras. El cosφ se aproxima a la unidad. En la puesta en tensión de las lámparas se produce en pico de corriente elevado (de 15 a 20 veces In) debido a que los filamentos fríos son poco resistivos y al calentarse aumentan su resistencia, reduciéndose la corriente. Intensidad nominal del receptor Categoría de empleo del contactor Sobreintensidad en el arranque Ia Calibre del contactor Durabilidad eléctrica In P 3 V cos 22000W 32 A 3 400V 1 AC1 ( TABLA Figura 11) Ia =20xIn=20x32= 640 A Iaeficaz Ia 2 640 2 454 A Calibre: D32 Intensidad de empleo: Ie(AC1)=50A32A a 40ºC Poder de cierre= 550 A 454 A Intensidad de corte: Ic=In= 32 A Según Curvas: 3 millones de maniobras El Contactor Elección de un contactor para alimentar un circuito de lámparas Fluorescentes: 3x400 /230 V L1 Elegir un contactor para alimentar un circuito de lámparas Fluorescentes para la iluminación de un local. Los datos a tener en cuenta serán: - L2 L3 N Utilizaremos tubos fluorescentes compensados. Número de lámparas fluorescentes: 336. Potencia de cada lámpara 65 W. Verde Verde Tensión: Trifásica de 3x400/230 V. Temperatura ambiente 60ºC. Verde Distribución uniforme de las lámparas Figura 18. Conmutación de un circuito de entre las fases y el neutro (Figura 18). iluminación mediante un contactor. - KM1 Consideraciones: - El contactor trabaja en categoría de empleo AC1. - Esta aplicación requiere pocos ciclos de maniobras. - El cos para tubos con compensado es de 0,9. - A la potencia de cada tubo fluorescente debemos de sumarle 10 W por el balasto. - En la puesta en tensión de las lámparas se produce en pico de corriente bajo (de 1,1 a 1,6 veces In), por lo que podemos despreciarlo. - El calibre del contactor elegido será tal que su corriente de empleo máxima Ie sea igual o superior IeIn/0,6. Potencia total Intensidad nominal del receptor Categoría de empleo del contactor 336 lámparas x (65 por tubo + 10 W balasto= 25.200 w In P 3 V cos 25.200W 41A 3 400V 0,9 AC1 ( TABLA Figura 11) Ia =1,6xIn=1,6x41= 65,6 A Sobreintensidad en el arranque Ia Calibre del contactor Durabilidad eléctrica Iaeficaz Ia 2 65,6 2 46,5 A Para tubos fluorescentes: IeIn/0,6; Ie41/0,6=68,33 A Calibre: D50 Intensidad de empleo: Ie(AC1)=80A68,33A a 60ºC Poder de cierre= 900 A 46,5A Intensidad de corte: Ic=In= 41 A Según Curvas: 4 millones de maniobras El Contactor Elección de un contactor para un motor asíncrono de jaula. Corte durante el arranque o el frenado: 3X400 V Elegir un contactor para alimentar un motor III de jaula, que una vez arrancado el corte o el paro llega durante el arranque, el motor no llega a alcanzar su velocidad de régimen. Los datos a tener en cuenta serán: L1 L2 L3 KM KM 1 KM - Potencia útil del motor: 22 Kw. Rendimiento del motor: 0,89 cos de motor: 0,9 Tensión: Trifásica de 3x400. Temperatura ambiente 60ºC. M a) Elegir el contactor suponiendo que hay muy Figura 19. Conmutación de un motor de jaula. pocas maniobras hora. b) Elegir el contactor suponiendo 2000 maniobras/hora. Consideraciones: - El contactor trabaja en categoría de empleo AC4. La corriente que el contactor tiene que cortar es muy elevada. Y el desgaste del contactor es mas elevado que en categoría AC3. Para conseguir mayor durabilidad del contactor habrá que utilizar un contactor mayor que en categoría AC3·. Esta aplicación puede requerir numerosos ciclos de maniobras. Normalmente la corriente nominal del motor In nos la dará el fabricante para una tensión dada. El pico de corriente de arranque es siempre inferior al poder de corte asignado por el contactor. Potencia eléctrica P Intensidad nominal del receptor In Categoría de empleo del contactor Sobreintensidad en el arranque Ia Intensidad de corte Calibre del contactor Durabilidad eléctrica Pútil 22000 24.719w Re n dim iento 0,89 P 3 V cos 24.719W 40 A 3 400V 0,9 AC4 ( TABLA Figura 11) Ia =7xIn=7x40= 280 A Ic(AC4)= 6xIn = 6 x 40 = 240 A a) Pocas maniobras hora: Calibre D50 Iemax. Cortada: 300A 240A b) 2000 maniobras hora: Calibre F265 Iemax. Cortada: 320A 240A Intensidad de corte: Ic= 240 A a) Calibre D50: 40.000 maniobras. b) Calibre F265: más de 1 millones de maniobras El Contactor 7.- TABLAS DE ELECCIÓN RÁPIDA DE CONTACTORES. Los fabricantes suelen dar tablas de elección rápida de contactores. A continuación encontraremos tablas para la elección rápida y directa de contactores de Telemecanique para: 1.- AC3. 2.- AC1. 3.- AC2 y AC4. 4.- DC1 a DC5. 5.- Circuitos de alumbrado. Lámparas de incandescencia y halógenas. Lámparas de luz mixta. Lámparas fluorescentes con cebador. Lámparas fluorescentes sin cebador. Lámparas de vapor de sodio a baja presión. Lámparas de vapor de sodio a alta presión. Lámparas de vapor de mercurio a alta presión. Lámparas de vapor de yoduros metálicos. 6.- Circuitos de calefacción. 7.- Condensadores trifásicos para mejorar el factor de potencia. 8.- Primarios de transformadores trifásicos.