Un contactor es un aparato,
generalmente actuado mecánicamente, para establecer e interrumpir repetidamente
un circuito de energía eléctrica. El rango de intensidades del os contactores
suele ir desde 25 a 2500 A. La capacidad de apertura intermitente es 133 1/3 %
su capacidad nominal. La bobina de operación shunt se diseña para resistir un
110 % del voltaje nominal continuamente y cerrar el contacto con éxito a un 80
% del voltaje nominal.
La extinción magnética consiste
en un devanado en un núcleo de acero y montado entre piezas en polos de acero.
Las piezas del polo están rellenas con material refractario, que basculan sobre
los contactos. La bobina de extinción se conecta en serie con el contactor y
transporta la corriente del motor con el contactor cerrado. La corriente
establece un campo magnético a través del núcleo y las piezas del polo de la
estructura de extinción y a través de las puntas de contacto. Cuando se forma
un arco, el campo magnético del arco y el campo magnético de la extinción
repele cada uno a otro y el arco es forzado hacia arriba y se aleja de los
contactos. La acción de extinción, debido al alargamiento del arco y el
enfriamiento del material refractario, es extremadamente rápido y por lo tanto
en gran medida se reduce el desgaste y quemado de los contactos.
Varios factores son importantes
en el rendimiento de los contactores. Para obtener un servicio libre de
problemas, los siguientes ítems se harán en conformidad con las
especificaciones del fabricante: presiones de contacto iniciales y finales, hueco
magnético, hueco de arco y tolerancia al desgaste. Las presiones de contacto
pueden medirse por medio del equilibrio de un resorte, presión inicial con el
contactor abierto y presión final con el contactor cerrado. El hueco magnético
es la distancia desde la línea central del núcleo al punto correspondiente en
la palanca de armadura, y el hueco del arco es la distancia entre las puntas
del arco. La tolerancia al desgaste de
los contactos es el espesor total del material que puede usarse antes del contacto
antes de que las dos superficies sean inefectivas. El contacto se renovará
cuando se desgaste y la distancia entre los bordes del contacto, con el
contactor cerrado, llegue a ser menor que la cantidad especificada. Esto
usualmente corresponde con la condición donde los contactos se desgastan a
aproximadamente la mitad de su espesor original.
Los contactos que transportan
corriente usualmente están hechos de cobre, a veces revestidos con plata o
cadmio. Los contactos no se lubricarán. La superficie del núcleo y la armadura,
con sello cuando el contactor se cierra, se mantendrá limpia.
Un contactor AC es similar en
construcción a un contactor DC, excepto que se usan estructuras de hierro
laminado. Una espira de sombra se usa en la cara del núcleo para asegurar
fuerza continua de la armadura y obtener así una operación silenciosa. Los
contactores AC están disponibles con 2, 3 o 4 polos principales interrumpiendo
todos los circuitos de línea en motores monofásicos, trifásicos, o 4 hilos de
dos fases. Los conductores AC estándar están diseñados para interrumpir 10
veces la corriente del motor nominal, basado en la potencia nominal. Los
contactores están diseñados para resistir térmicamente 15 veces la capacidad
del motor durante 1 s, para permitir que los dispositivos de protección tales
como interruptores de circuitos y fusibles para limpiar la corriente de fallo
llevada por el contactor.
Un interruptor de tambor consiste
en un contacto estacionario mantenido por presión de resorte contra segmentos
de contacto en la periferia de un cilindro o sector de rotación. Los
controladores de tambor tienen muchas ventajas sobre los tipos de placa frontal
y conmutadores múltiples. La construcción mecánica es mejor, puede mantenerse
la presión de contacto pesada, las piezas pueden ser bien aisladas, pueden
usare imanes de extinción y pantallas de arco, y la estructura puede fácilmente
encerrarse. Se requiere menos espacio para el control del tambor, y es más
fácil operar.
El diseño de las resistencias de arranque
requieren la determinación de los ohmios totales, la distribución de esta
resistencia entre los pasos disponibles, y los cálculos de la capacidad de
transportar la corriente, y la selección del material de la resistencia. Las
resistencias estándar cumplen varias clases de servicio y están designadas de
acuerdo con NEMA Table o Classification of Resistors. NEMA también publica una
tabla de aplicación de resistencias prevista como guía para especificar las
resistencias de diseño (ver NEMA Industrial Control Standards). Esta tabla
lista máquinas típicas con el correpondiente número de clasificación de
resistencias NEMA. Por ejemplo, un torno tendría un arrancador DC con
clasificación de resistencia Nº 115. Esta resistencia tiene suficientes ohmios totales
para limitar la entrada de corriente en el arranque a 150 % de la corriente a
plena carga. Esta se diseñará para tener una capacidad de transporte de
corriente para una corriente de aceleración promedio (valor rms) del 125 % de
la corriente a plena carga, en la base del arranque una vez en cada periodo de
80 s con un tiempo de aceleración de 5 s.
Las resistencias deben estar
disponibles en un amplio rango de valores óhmicos y capacidades de corriente.
Las unidades de resistencia se apilarán en combinaciones paralelo y serie para
alcanzar los valores requeridos.
Las resistencias deben
dimensionarse en ensamblajes de forma que la elevación de temperatura para los
elementos resistivos no exceda 375 ºC por encima de los 40 ºC. La máxima
corriente no excederá los 10 segundos.
Ver 2ª PARTE
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