¿Qué es un Interruptor Electromagnético?
Un interruptor electromagnético es un dispositivo de conmutación que combina un contactor electromagnético, el cual abre y cierra un circuito eléctrico mediante el uso de un electroimán, y un relé térmico, el cual interrumpe el circuito en caso de sobrecarga. También se les conoce como interruptores magnéticos y se utilizan para controlar y maniobrar motores eléctricos de manera remota.
Los contactores electromagnéticos suelen contar con tres contactos principales que corresponden a una alimentación trifásica. Además de estos, también disponen de varios contactos auxiliares cuya capacidad nominal es inferior a la de los contactos principales. Estos contactos auxiliares se utilizan para activar lámparas y zumbadores que indican el estado abierto/cerrado del circuito o la presencia de sobrecargas, así como para circuitos de mantenimiento automático.
Por otro lado, los relés térmicos detectan el exceso de corriente que fluye en caso de una sobrecarga y emiten una señal, aunque por sí solos no tienen la capacidad de cortar el circuito. Por lo tanto, se utilizan en combinación con contactores electromagnéticos, los cuales sí cuentan con la función de interrupción del circuito, para lograr una protección completa.
Usos de los Interruptores Electromagnéticos
A diferencia de los interruptores de circuito, los interruptores electromagnéticos se utilizan como función de conmutación en circuitos con corrientes de carga relativamente altas, por ejemplo, motores. Se utilizan principalmente en cuadros de control. A la hora de elegir un cuadro, hay que tener en cuenta la corriente admisible, la durabilidad de la conmutación y la facilidad de mantenimiento.
La aplicación más común es en circuitos de conmutación de motores. A menudo se utiliza el método de proporcionar un botón de encendido y otro de apagado en el cuadro de control. Los contactos auxiliares se utilizan en circuitos para circuitos de autorretención, encendido/apagado de lámparas y protección contra sobrecargas.
En las aplicaciones de iluminación, se incorporan funciones de conmutación y mecanismos de protección contra sobreintensidades en los cuadros de control que gestionan de forma centralizada la iluminación de los edificios.
Los motores de inducción trifásicos pueden funcionar hacia delante y hacia atrás cambiando el orden de las fases. Existe un interruptor electromagnéticos reversible para conmutar hacia delante y hacia atrás utilizando dos contactores electromagnéticos; se incorpora un enclavamiento mecánico para evitar que los dos contactores se conecten al mismo tiempo. Se utilizan cuando es necesaria la rotación hacia delante y hacia atrás.
Principio de los Interruptores Electromagnéticos
Los interruptores electromagnéticos se componen de un contactor electromagnético y un relé térmico.
1. Contactor Electromagnético
El contactor electromagnético consta de un electroimán, un contacto móvil, un contacto fijo, una bobina y un muelle. Cuando la alimentación está desconectada, los contactos móvil y fijo están separados por un muelle. Cuando se conecta la alimentación, circula una corriente por la bobina y se genera un campo magnético. El electroimán es arrastrado por el campo magnético, los contactos móvil y fijo entran en contacto y la corriente fluye hacia el circuito principal.
2. Relés Térmicos
Los relés térmicos constan de un bimetal, que es una combinación de dos metales con diferentes velocidades de expansión, un calentador, una placa de empuje y dos terminales de conexión. Cuando circula una corriente por el relé térmico, el calentador genera calor en proporción a la magnitud de la corriente.
El calor hace que el bimetal se eufemice y la placa de empuje se empuje. Si circula una corriente superior a la establecida, el eufemismo del bimetal aumenta y el circuito se interrumpe. Este principio protege los equipos eléctricos contra las sobrecorrientes. Para cargas de motor, es práctica común fijar el ajuste de corriente en 1,73 veces el valor normal o menos.
Cuando se dispara el relé térmico, se interrumpe el circuito de funcionamiento a través de los contactos auxiliares del contactor electromagnético. La corriente que circula por la bobina del electroimán del contactor electromagnético se desconecta, interrumpiendo el circuito del contacto principal y parando el motor, etc.
Más Información sobre los Interruptores Electromagnéticos
1. Diferencias entre Interruptores Electromagnéticos y Relés
La diferencia entre un interruptor electromagnético y un relé es el valor de la corriente que puede pasar por los contactos. Por lo general, los relés sólo se utilizan en circuitos de control. Incluso cuando se utilizan para accionar cargas, sólo se emplean para motores pequeños y electroválvulas. La capacidad máxima de los contactos de un relé es de unos 5 A.
Los interruptores electromagnéticos constan de un contacto principal, que puede transportar una gran corriente, y un contacto auxiliar, que se utiliza en circuitos de control. El valor de la corriente que puede pasar por el contacto principal depende de la capacidad de los interruptores electromagnéticos, que puede ser de 400-1.000 A como máximo.
2. Fallos en los Interruptores Electromagnéticos
Existen dos tipos principales de fallas en los interruptores electromagnéticos. El primero es la falla de los contactos, que se divide en dos categorías: el fallo de contacto, donde los contactos no hacen contacto adecuado debido a la formación de arcos durante la apertura y el cierre, y la soldadura de los contactos, donde una sobrecorriente causa que los contactos se peguen.
El fallo de los contactos generalmente se debe al deterioro provocado por la edad. Cuanto mayor sea la corriente de apertura y cierre, y mayor sea la frecuencia de uso, mayor será la probabilidad de que ocurra. También puede ser causado por la acumulación de polvo entre los contactos, pero esto se puede evitar con una limpieza periódica. Por otro lado, la soldadura de los contactos suele ser resultado de un deterioro forzado, que puede ocurrir cuando la carga aumenta o cuando hay un cableado defectuoso que provoca cortocircuitos ocasionales.
El segundo tipo de falla es la falla de la bobina. Las fallas en la bobina pueden incluir desconexiones, cortocircuitos y desprendimiento del núcleo de hierro fijo. La desconexión o el cortocircuito pueden ocurrir, por ejemplo, si la tensión de alimentación de control es incorrecta durante la fase de diseño. Las fallas en la bobina también pueden desarrollarse con el tiempo y se pueden evitar mediante sustituciones periódicas u otras medidas de mantenimiento.