Conexión de interruptores automáticos en el tablero: cómo conectar un contactor

El contenido del artículo

• Tipos y clases de contactores.
• Conceptos básicos de instalación
• Conexión de la carga conmutada
• Circuitos de control
• Dispositivos adicionales
• Diagramas de conexión básicos

Los arrancadores, relés y contactores magnéticos pertenecen a uno de los grupos más extensos de equipos de panel. Para el correcto funcionamiento de estos dispositivos, se requiere el cumplimiento de una serie de reglas de instalación eléctrica, conocimiento de los conceptos básicos de la tecnología de relés, así como un enfoque competente para la organización de esquemas de suministro de energía para aparatos eléctricos..

Tipos y clases de contactores.

Los contactores están diseñados para la conmutación remota o automática de líneas eléctricas para aparatos eléctricos de alta potencia. Estos productos eléctricos incluyen dispositivos de montaje en panel con energía prácticamente ilimitada y dispositivos de montaje en carril DIN modular. En el último caso, la corriente permitida no suele ser superior a 63 amperios. Los contactores de tamaño pequeño (no modulares) para montaje en carril DIN están diseñados para corrientes de hasta 100 A y, de hecho, son productos de montaje en panel por una razón bastante simple: sus dimensiones no permiten la instalación correcta del panel frontal del panel..

Izquierda: contactor modular para carril DIN de 63 A. Derecha: contactor montado en panel

La clasificación generalmente aceptada de los contactores magnéticos implica su división en valores correspondientes al tamaño y la carga de corriente permitida. Entonces, los dispositivos modulares están limitados al 4to valor, en total hay 7 valores, con las dimensiones máximas, el grupo de contactos está diseñado para una intensidad de corriente de hasta 250 A. los dispositivos tienen una aplicación industrial limitada y no los consideraremos.

Los modelos individuales de contactores pueden diferir en la clase de aislamiento eléctrico y la tensión de conmutación permitida. También hay una diferencia en la tensión de funcionamiento para la que está diseñada la bobina de solenoide. Las diferencias adicionales son:

• el número de polos conmutados del grupo de contactos de potencia (de 1 a 4);
• tiempo de respuesta (de 0,01 a 1 s);
• el tipo y la eficiencia de los dispositivos de arco para diferentes grados de inductancia de carga;
• número admisible de ciclos de conmutación por hora;
• el nivel de ruido y vibración;
• la presencia y el número de contactos adicionales de baja corriente.

El dispositivo de un contactor tripolar con contactos normalmente abiertos: 1 – bobina; 2 – circuito magnético estacionario (núcleo); 3 – núcleo móvil; 4 – contactos fijos; 5 – soporte dieléctrico de contactos móviles; 6 – contactos móviles

Los términos contactor y arrancador tienen diferentes significados. Entonces, el nombre contactor significa un dispositivo monobloque solo con el conjunto de funciones previstas por el diseño. Un motor de arranque es un conjunto de dispositivos combinados dentro de un conjunto de control. Puede incluir varios contactores, así como accesorios adicionales, dispositivos de protección, elementos de control y una carcasa con cierto grado de protección contra el polvo y la humedad. Los arrancadores generalmente están diseñados para controlar el funcionamiento de motores eléctricos asíncronos..

Arrancador de motor combinado

Conceptos básicos de instalación

Un contactor o arrancador casi nunca es el único elemento en un circuito de control. Un requisito previo es la presencia de un disyuntor en el circuito, cuya clasificación se calcula en función de la corriente límite del contactor. También es importante seleccionar correctamente la característica de tiempo de corriente del apagado de protección, debe corresponder a la clase de resistencia del contactor a cargas inductivas.

Los contactores magnéticos están diseñados para refrigeración por aire natural, por lo que el lugar de su instalación debe tener suficiente volumen interno o tener aberturas de ventilación. Además, un requisito previo es la ausencia de vibraciones de la base a la que está fijado el contactor, de lo contrario es posible un retroceso involuntario de la varilla de tracción con la posterior apertura del circuito. Finalmente, las condiciones de funcionamiento del contactor deben corresponder a su clase de protección contra influencias externas, porque el mecanismo interno es extremadamente sensible a la humedad y al polvo, especialmente abrasivo y conductor..

Conexión de la carga conmutada

La conexión de los circuitos de potencia del contactor se realiza, por regla general, con terminales de tornillo con una placa de sujeción o una montura. Al ensamblar el circuito de potencia, se recomienda tomar las máximas medidas para asegurar el área de contacto máxima de los núcleos de los cables con la almohadilla de contacto. Por lo tanto, es mejor enrollar los conductores de un solo cable en medio anillo, de varios cables, para apretarlos con una punta plana.

El grupo de contactos de potencia en cada polo está representado por dos fijos y dos móviles, conectados por una placa conductora. Así, los contactos de cada fase se ubican en paralelo, sus tornillos de apriete se ubican en el frente de la caja y están marcados con la letra L con el índice digital correspondiente. La punta del núcleo se inserta debajo de la placa de sujeción o en el sillín hasta que se detiene y luego se sujeta con un tornillo. Para corrientes nominales superiores a 63 A, se recomienda el uso de una herramienta dinamométrica. Los contactos de alimentación deben apretarse después de 48 horas para compensar las deformaciones permanentes del metal..

Como puede ver, el diagrama de cableado de la unidad de potencia es extremadamente simple: el contactor conmuta las líneas de fase, el cero operativo se recoge en un bus común o módulo cruzado. La única diferencia es cuando se ensamblan circuitos con un neutro aislado, en tales casos, el conductor neutro de trabajo es conmutado por el cuarto polo del contactor..

Circuitos de control

Los contactores electromagnéticos no se enganchan mecánicamente en la posición de encendido. Para garantizar la retención de la varilla durante la operación, se utiliza un esquema de selección automática. Esta es una técnica bastante conveniente que permite cambiar el circuito de alimentación de la bobina con varios dispositivos de protección y automatización del accionamiento eléctrico. Las excepciones son conjuntos controlados por PLC o automatización de relés..

El circuito de captura automática más simple incluye un contacto de bloqueo normalmente abierto adicional. El circuito de alimentación de la bobina se conecta a través del contacto normalmente abierto del botón de inicio. El segundo circuito está conectado en paralelo, consta de un contacto de bloqueo conectado en serie y un contacto normalmente cerrado del botón de parada. Así, cuando se enciende el contactor, se cierra un contacto de bloqueo, que se mantiene durante toda la operación y suministra energía a la bobina. Si es necesario detenerse, el circuito de alimentación de la bobina se abre con el botón «Detener»..

Circuito de autoenganche del contactor: L1, L2, L3 – fases de la fuente de alimentación trifásica; N – neutral; KM – bobina de arranque magnética; NO13-NO14 – contacto normalmente abierto adicional; M – motor asíncrono

También existen esquemas de control más complejos. Por lo tanto, el uso de un contacto normalmente cerrado del botón de arranque de un contactor se puede utilizar para excluir el funcionamiento simultáneo de dos arrancadores, lo que, en particular, puede ser importante en la construcción de circuitos de conexión inversa o deberse a otra necesidad tecnológica. El mismo principio puede funcionar cuando se utiliza un contacto de bloqueo normalmente cerrado de un contactor, que está conectado en serie con el contacto del botón de inicio de otro..

Diagrama de puesta en marcha inversa del motor: KM1, KM2 – bobinas de arrancadores magnéticos; NO KM1, NO KM2 – contactos de arrancadores normalmente abiertos; NC KM1, NC KM2 – contactos de arrancadores normalmente cerrados; KK – relé térmico

En el circuito de autobloqueo también se pueden incluir finales de carrera, sensores de contacto seco y todo tipo de dispositivos de protección. También es posible el encendido automático del contactor; para estos fines, el botón se reemplaza o duplica mediante el encendido paralelo de los finales de carrera o sensores. Por tanto, la complejidad y los esquemas de control de un accionamiento eléctrico automatizado son prácticamente ilimitados..

Dispositivos adicionales

Como ya se mencionó, los contactores en sí son extremadamente simples en diseño y solo pueden consistir en un retractor electromagnético y uno o más pares de contactos de potencia. Al mismo tiempo, hay una cantidad impresionante de módulos adicionales que pueden expandir la funcionalidad original mucho más allá de la conmutación habitual..

Los archivos adjuntos más comunes son con contactos de bloqueo adicionales. Si el contactor no lo tiene inicialmente, este tipo de equipo es la única forma de implementar un esquema de auto captura. Además, se pueden utilizar contactos de bloque adicionales para implementar esquemas de control, indicación y automatización más complejos..

Los lanzamientos térmicos son otro tipo de accesorios populares. Su tarea es controlar la carga que fluye en el circuito y apagar la energía de la bobina cuando se exceden los valores de corriente permitidos durante mucho tiempo. Al igual que las unidades de disparo térmico de los interruptores automáticos, los accesorios para contactores tienen diferentes características de disparo en tiempo de corriente para diferentes tipos de motores de inducción. Los relés electromagnéticos no se utilizan como accesorios adicionales porque los contactores no están diseñados para conmutar corrientes de cortocircuito..

Dispositivos auxiliares del contactor: 1 – relé de sobrecarga térmica; 2 – contactores; 3 – prefijo de retardo de tiempo; 4 – contactos auxiliares

Los prefijos de retardo de tiempo permiten implementar esquemas de arranque y parada lentos del accionamiento eléctrico. Los relés de tiempo tienen la capacidad de configurarse manualmente en un cierto rango, lo que le permite ajustar con precisión la compensación del funcionamiento inercial del motor eléctrico antes de dar marcha atrás..

Entre los dispositivos adicionales, también debemos mencionar los accesorios para el enclavamiento mecánico de la conexión opuesta, con los que se puede ensamblar un arrancador inversor a partir de dos contactores tripolares convencionales. Si el control se lleva a cabo directamente desde un armario o panel, se pueden utilizar accesorios de arranque en los que ya se ha realizado un grupo de conexiones para auto-picking y están instalados los botones «Start» y «Stop». Si la bobina del contactor no se corresponde con el voltaje real del circuito de control, se puede reemplazar fácilmente por otra con los parámetros adecuados. Se proporciona protección adicional al motor mediante relés de secuencia de fase y supervisión y supresores de sobretensión.

Diagramas de conexión básicos

En total, hay tres circuitos de conmutación de potencia, según los cuales se conectan los contactores. La primera y más simple es la conmutación de fase directa, que es adecuada tanto para el arranque del variador unilateral como para el control activo de la carga. No hay nada notable en el circuito, el contactor simplemente actúa como un interruptor remoto.

Un ejemplo de uso de contactores en el circuito de arranque automático del generador: 1 – entrada automática; 2 – contador; 3 – RCD de la red principal; 4 – contactor de entrada principal; 5 – bloque para arranque automático del generador; 6 – generador de gas; 7 – RCD de la red de reserva; Relé de 8 tiempos; 9 – contactor de entrada de reserva

Se utiliza un circuito un poco más complejo para controlar la rotación hacia adelante y hacia atrás de las máquinas asíncronas trifásicas. Dos contactores se instalan en pares, los conductores de fase de salida se conectan en paralelo. En este caso, la conexión desde el lado del suministro se realiza con un cruce que cambia la secuencia de dos fases de tres. Al ensamblar un circuito de inversión, es extremadamente importante proporcionar protección de dos lados contra la conexión inversa: tanto con la ayuda de enclavamiento mecánico como con contactos de enclavamiento.

El tercer tipo de circuito está comenzando, se usa para controlar motores de inducción de alta potencia. El conjunto general contiene dos contactores para cada sentido de rotación del variador. En cada par, un contactor es uno de arranque, a través del cual el motor se conecta de acuerdo con el diagrama de conexión del devanado en una «estrella», por lo que las corrientes de arranque se reducen significativamente. Después de un tiempo requerido para alcanzar la velocidad nominal, se enciende el segundo contactor, a través del cual se realiza la conexión de los devanados en «triángulo». Para implementar un esquema de conexión de este tipo, se requiere colocar seis núcleos de potencia y un conductor neutro que funcione al motor, así como instalar un relé de retardo de encendido en los contactores principales.