Contator, o que é? Funcionamento, tipos e aplicações!

Para a montagem de um comando elétrico são usados vários componentes, e o contator é sem dúvidas o principal! No estudo de comandos elétricos é importante conhecer os tipos de contatores, quais são as classes de contatores e como dimensionar os contatores, além de como dar manutenção em contatores. Neste artigo o Mundo da Elétrica vai tratar sobre esses temas. Então, vamos lá pessoal!

O contator pode ser conhecido por vários nomes como por exemplo, chave magnética, chave contatora, chave de partida e contactor.

Apesar de sempre ser lembrado no estudo de comandos elétricos, o contator é geralmente relacionado à elétrica industrial. Porém, o contator também tem utilizações na elétrica predial residencial e na elétrica comercial!

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O que é um contator?

Os contatores são componentes eletromecânicos que através do acionamento de botões, chaves seletoras, ou até mesmo de controle remoto, permitem a comutação de circuitos elétricos de correntes elevadas.

Contatores são elementos fundamentais em um comando elétrico.

O uso de contatores permite que sejam incluídas funções automáticas no comando de uma máquina elétrica. Funções como temporizações e retardo de acionamento, além da possibilidade de sinalização do status de operação da máquina, tanto de forma sonora quanto luminosa.

O uso dos recursos citados acima proporciona um grau de segurança e proteção maior dos que os encontrados em comandos manuais (chaves manuais de acionamento).

Como funcionam os contatores?

Resumindo o funcionamento de um contator, podemos dizer que os contatores são conjuntos de contatos acionados por um eletroímã! Este também é o funcionamento de um relé. Porém, os contatores se distinguem dos relés por possuírem conjuntos separados de contatos, além dos contatos de um contator suportarem correntes muito maiores do que os relés.

Contatos de carga

Um contator possui três contatos de carga, estes são bem robustos para suportarem a alta corrente da carga, que pode ser por exemplo, um motor elétrico.

Existem alguns contatores especiais usados na indústria que possuem quatro contatos de carga. Este tipo de contator é usado quando também é necessário fazer seccionamento do neutro, além das três fases de um circuito trifásico.

Contatos auxiliares ou contatos de comando

Um contator possui no mínimo um contato chamado de auxiliar, além dos três (ou quatro) de carga. Estes contatos “extras” são utilizados para compor a parte do comando de uma máquina.

Os componentes de um comando como por exemplo, sinaleiros luminosos, sinaleiros sonoros, temporizadores e relés de proteção necessitam de pouca corrente para funcionar. Devido à isso, os contatos auxiliares de um contator são menos robustos. Isso deixa o valor de fabricação do componente mais barato e proporciona uma redução de espaço e peso do contator.

Tipos de Contatos em Contatores

Nos contatores, os contatos variam de acordo com a sua posição de repouso. Existem os seguintes tipos:

• Contatos NA (sigla de normalmente aberto em português) ou NO (sigla de normally open em inglês): Em estado de repouso estes contatos ficam na posição aberta, o que impede a passagem de corrente elétrica. Porém, quando são acionados, eles se fecham, permitindo a passagem de corrente elétrica.
• Contatos NF (sigla de normalmente fechado em português) ou NC (sigla de normally close em inglês): No estado de repouso estes contatos ficam na posição fechada, o que permite a passagem de corrente elétrica. Porém, quando são acionados, eles se abrem, impedindo a passagem de corrente elétrica.
• Contatos Comutadores: Possuem um contato comum em um lado e no lado oposto dois contatos de saída, um NF e outro NA. Isto permite uma comutação entre as duas saídas, selecionando linhas de comandos distintas em um circuito elétrico.

Simbologia de contatos NA, NF e contato reversível usados em comandos elétricos.

Sequência de funcionamento

O funcionamento do contator ocorre na seguinte sequência: os contatos metálicos da chave magnética encontram-se em uma posição inicial de repouso. No momento em que a bobina é energizada, é gerado um campo eletromagnético no seu entorno, o que atrai os contatos.

A magnetização da bobina gera um deslocamento físico dos contatos, invertendo seu estado inicial, os contatos que eram abertos se fecham e os contatos que eram fechados se abrem.

O uso de contactores possibilita o acionamento de cargas trifásicas a partir de um sinal monofásico, que estará conectado à bobina. A tensão que aciona as bobinas de um contator pode ser bem pequena como por exemplo, uma de 12V. Pode ser tanto em corrente alternada quanto em corrente contínua, de acordo com características construtivas deste contator.

Tipos de contatores

Existem dois tipos de contatores com utilizações bem distintas, de acordo com a corrente que eles suportam! São eles os contatores de potência e os contatores auxiliares.

Contatores de potência

Os contatores de potência possuem os contatos de carga, geralmente três, utilizados para acionamentos trifásicos, como é o caso dos motores elétricos trifásicos. Existem ainda contatores especiais de quatro polos, como dito anteriormente.

Contatores auxiliares

Os contatores auxiliares são utilizados para complementar os comandos elétricos de uma máquina. Eles possuem vários contatos que suportam baixa corrente e que podem ser contatos normalmente abertos, contatos normalmente fechados ou ainda combinações destes dois tipos de contatos.

Bloco de contatos auxiliares

Apesar dos blocos de contatos não serem tipos de contatores, eles são acessórios que possibilitam aumentar a quantidade de contatos auxiliares de um contator.

Este acessório é encaixado no contator, que quando é acionado faz ocorrer também a troca do estado dos contatos do bloco de contatos auxiliares.

Bloco de contatos auxiliares com dois contatos NA (normalmente aberto).

Classe de contatores

Os contatores de carga devem ser compatíveis com a potência da carga. A capacidade dos contatores de conduzir e comutar a corrente é a sua qualidade principal! Contatos que não são capazes de conduzir a corrente aplicada perdem um considerável tempo de vida útil.

A capacidade dos contatores foi dividida em classes de emprego, dependendo do tipo da carga que vai ser acionada, do tipo da energia utilizada, seja corrente contínua (C.C.) ou corrente alternada (C.A.) e devido às diversas formas de emprego dos contatores. São elas:

• Classe AC1: Comando de circuitos resistivos e de distribuição em sistemas de corrente alternada.
• Classe AC2: Comando de motores em sistemas de corrente contínua.
• Classe AC3: Comando de motores em sistemas de corrente alternada.
• Casse AC4: Comando para sistemas de frenagem por contracorrente e sistemas de partida por impulsos em motores tipo gaiola ou anéis
• Classe DC1: Comando de cargas não indutivas ou fracamente indutivas em circuitos de corrente contínua.
• Classe DC2: Comando de motores shunt com desligamento sob carga.
• Classe DC3: Comando de motores shunt nos quais se aplica a reversão ou marcha intermitente (jogging).
• Classe DC4: Comando de motores série com desligamento sob carga
• Classe DC5: Comando de motores série nos quais se aplica a reversão ou marcha intermitente (jogging)

A classe de emprego válida para a grande maioria dos comandos elétricos e a mais utilizada é sem dúvidas a classe AC3!

Vida útil de contatores

Quando falamos em vida útil de contatores, subentendemos na verdade, a vida elétrica dos contatos.

A vida útil dos contatos depende da intensidade da corrente empregada no circuito e é determinada em números de manobras. Através do número de manobras estimado por hora ou por dia pode ser calculada a vida útil do comando em dias, meses ou anos.

As indicações a respeito da vida útil de um contator devem ser obtidas nas especificações técnicas dos fabricantes dos contatores.

Manutenção de contatores

Alguns modelos de contatores de maior potência devem passar por manutenção periódica, principalmente quando o comando em que o contator estiver instalado for um comando crítico à uma instalação elétrica. Um exemplo seria o sistema de acionamento de geradores em hospitais, onde uma falha de partida no gerador pode causar prejuízo em vidas dos pacientes!

As partes que podem ser trocadas em um contator são a bobina de acionamento e os contatos.

Com relação à manutenção da bobina, é importante verificar com um multímetro, através de um teste de continuidade, se a bobina está conduzindo.

Já nos contatos, é necessário verificar se eles estão gastos. Caso estejam é recomendado trocá-los.

Uma falha comum em contatores é o travamento do acionamento mecânico. Caso isso ocorra é necessário abrir o contator e verificar se há oxidação dos contatos e outras partes metálicas, havendo a oxidação é recomendado passar algum produto desengripante para destravar e limpar.

Exemplo de utilização

O exemplo mais comum de uso de um contator é a ligação como chave de partida para motores trifásicos. Porém, o contator oferece uma imensa gama de possibilidades de utilização!

Um outro exemplo interessante, é a utilização do contator como detector de falta de fase.

A falta de fase em uma instalação de motores trifásicos pode resultar na queima da máquina, em virtude da deficiência do torque de partida. Para resolver este problema basta utilizar dois contatores ligados em série.

Em uma ligação de motor com apenas um contator só é possível alimentar a bobina do contator com duas fases. Assim se faltar uma das duas fases, o que pode ocorrer por causa da queima de fusíveis, o circuito da bobina ficará interrompido e os contatos da chave magnética não são fechados, assim não havendo perigo de queima do motor.

Porém, se faltar a terceira fase que não está ligada na bobina, o circuito da bobina poderá ser completado fechando os contatos da chave magnética. Neste caso a rede será aplicada aos terminais do motor com falta de uma fase, podendo causar a queima dele.

Diagrama de contator com a falta da fase T.

Se usarmos duas chaves magnéticas ligadas em série, isto é, a saída de uma ligada à entrada da outra com troca de ligação das bobinas, ou seja, contator K1 com a fase R ligada ao borne A1 e a fase S ligada ao borne A2 .Já no contator K2 a fase T ligada ao borne A1 e a fase S ligada ao borne A2, dessa forma este perigo ficará eliminado. O controle continuará sendo feito somente pela contator 1, a fase faltante não possibilitará o fechamento de uma das duas bobinas, deste modo o motor não irá partir com a falta de fase.

Veja no diagrama abaixo.

Exemplo de utilização de contatores em comandos elétricos.

Como dimensionar um contator?

Na montagem de um comando elétrico, seja para ligação de motor ou qualquer outro tipo de acionamento de uma carga elétrica, é importante dimensionar corretamente o contator que vai ser usado.

Utilizar um contator subdimensionado que pode resultar em sobrecorrente, sobreaquecimento, gasto elevado do consumo de energia elétrica e outros problemas. Por outro lado, superdimensionar um contator pode aumentar muito o preço da instalação elétrica no qual ele vai ser instalado.

Fazer o dimensionamento dos contatores é muito simples! Com uma simples fórmula de multiplicação você consegue saber qual contator utilizar. Veja abaixo:

Fórmula para o cálculo de dimensionamento de contatores.

Onde:

• Ie = Corrente de emprego do contator (Amperes);
• In = Corrente Nominal do dispositivo cujo contator vai acionar (Amperes);
• 1,15 = 15% de fator de segurança.

O vídeo abaixo do Mundo da Elétrica complementa o assunto sobre contatores, vale a pena ver esse conteúdo e aprender ainda mais!

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Sobre o autor

Eletricista desde 2006, Henrique Mattede também é autor, professor, técnico em eletrotécnica e engenheiro eletricista em formação. É educador renomado na área de eletricidade e um dos precursores do ensino de eletricidade na internet brasileira. Já produziu mais de 1000 videoaulas no canal Mundo da Elétrica no Youtube, cursos profissionalizantes e centenas de artigos técnicos. O conteúdo produzido por Henrique é referência em escolas, faculdades e universidades e já recebeu mais de 120 milhões de acessos na internet.

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