Cómo probar un contactor de CA

Un técnico de climatización de Phoenix fue llamado para evaluar una unidad de aire acondicionado que funcionaba durante 10 minutos y luego se detenía. Una inspección visual de los componentes de la unidad no reveló ningún problema con el termostato ni con los interruptores. Usando un multímetro para medir el voltaje en el contactor de la unidad condensadora exterior, el técnico diagnosticó rápidamente el problema. Si bien la bobina del contactor estaba energizada, solo suministraba voltaje intermitente al compresor debido a que los contactos tendían a abrirse por el calor excesivo. El contactor vibraba y se calentaba bajo carga; por lo tanto, el sistema de protección térmica interna del compresor lo apagaba para protegerlo del calor excesivo. El técnico llegó al diagnóstico tan rápido gracias a su conocimiento de los voltajes esperados en cada terminal (y de cómo se ven los valores anormales). Este artículo proporciona una guía sobre las secuencias de prueba, una diferencia clave entre un técnico que simplemente cambia piezas y un técnico especializado en diagnósticos.“

Qué hace un contactor de CA y dónde se ubica en el circuito.

El contactor de CA de la unidad condensadora exterior es un relé diseñado para soportar el alto voltaje y corriente de un sistema de aire acondicionado (A/C) o bomba de calor (HP). Cuando se requiere refrigeración, un termostato envía 24 V de corriente alterna a la bobina del contactor a través de su cableado. La energización de la bobina produce un campo magnético que atrae un émbolo hacia abajo para cerrar los dos contactos. Esto permite conectar la línea de 240 V (120 V para unidades más pequeñas) a los motores del compresor y del ventilador mediante los contactos del contactor. Una vez que el termostato alcanza la temperatura deseada, se interrumpe la alimentación de 24 V de la bobina, el campo magnético se disipa y el resorte vuelve a impulsar el émbolo hacia arriba, cerrando ambos contactos y apagando el sistema.

El panel de acceso eléctrico de la unidad exterior tiene un contactor, que suele ser rectangular. Este puede tener uno, dos o tres polos, y cada polo cuenta con terminales para la línea (alimentación entrante) y la carga (alimentación saliente hacia el compresor y el ventilador), así como un terminal para la bobina (control de baja tensión). Antes de realizar cualquier prueba en la unidad exterior, primero debe localizar el interruptor de desconexión, que normalmente se encuentra en la pared cerca de la unidad, y apagarlo. También debe apagar el interruptor automático, en el panel principal de interruptores, que alimenta el condensador, lo que proporciona un doble aislamiento al contactor; esto es imprescindible antes de trabajar en la parte eléctrica. Los contactos del lado de la línea del contactor siempre tendrán tensión presente desde el interruptor automático hasta el contactor, independientemente de si el contactor está cerrado o no. Utilizando un comprobador de tensión sin contacto, aísle el contactor de la tensión comprobando que cada terminal tenga 0 voltios o menos, antes de tocar cualquier cable conectado al contactor.

Cómo saber si un contactor ya ha fallado: la comprobación visual.

A menudo, una buena inspección visual puede determinar cuál es el problema antes de tener que usar un multímetro. Una vez confirmada la desconexión de la alimentación y retirado el panel de acceso, puede inspeccionar detenidamente el contactor de CA:

• Contactos quemados, picados o ennegrecidos. Los contactos deben estar limpios y lisos. Si presentan un aspecto craterizado, negro o similar a la superficie lunar fundida, el contactor está averiado, aunque funcione de forma intermitente. El desgaste de los contactos genera resistencia, lo que produce calor y pronto provocará soldadura o un circuito abierto.
• Cuerpo de plástico derretido o descolorido. Si observa daños por calor en la carcasa de plástico que rodea el terminal, esto indica que hay una conexión floja o contactos defectuosos que han parpadeado repetidamente. Reemplace los contactores.
• Bobina hinchada o quemada. En algunos contactores, el devanado de la bobina se puede observar lateralmente. Si una bobina ha estado expuesta a un calor excesivo, probablemente presentará signos como hinchazón, grietas o marcas de quemaduras. Generalmente, si una bobina falla, se detectará como un circuito abierto en una prueba de resistencia.
• Restos o insectos muertos entre los puntos de contacto. Las hormigas suelen sentirse atraídas por el campo magnético que produce el contactor y quedan aplastadas entre sus contactos al cerrarse. Esta es una causa sorprendentemente frecuente de funcionamiento intermitente en climas cálidos. En ocasiones, la limpieza de las superficies de contacto puede permitir que los contactores vuelvan a funcionar, pero si están corroídas por arcos eléctricos, deben reemplazarse.

Si se observa algún indicio de avería durante la inspección visual del contactor, este debe reemplazarse. La comprobación con un multímetro sigue siendo útil para confirmar el diagnóstico y determinar si existen fallos aguas arriba o aguas abajo; sin embargo, una vez que se observan estos indicios en la inspección visual, el contactor queda inservible.

Comprobación de la bobina del contactor con un multímetro

Una vez desconectada la alimentación, la prueba del contactor se puede realizar en el banco de trabajo o en el campo, siempre que ambos cables estén desconectados. La bobina tiene dos terminales, a menudo etiquetados como A1 y A2, y será de 24 VCA en casi todos los hogares. Configure el multímetro digital en modo de resistencia (Ω), normalmente el modo de 200 ohmios o 400 ohmios, y coloque las puntas en los dos terminales de la bobina. Una bobina de contactor de 24 VCA en buen estado producirá una lectura de resistencia entre 10 y 20 Ω. Los contactores más grandes suelen producir lecturas de resistencia inferiores a 10 Ω y los contactores más pequeños suelen producir lecturas de resistencia superiores a 20 Ω. Si bien la medición de resistencia real puede no ser tan importante como la lectura que se selecciona de una de las tres categorías:

• Circuito abierto (OL o resistencia infinita)El bobinado de la bobina está roto. El contactor no se activa. Reemplácelo.
• Resistencia muy baja (cercana a 0 ohmios)Se ha producido un cortocircuito interno en la bobina. Esto es poco frecuente, pero si ocurre, una bobina en cortocircuito suele consumir una cantidad excesiva de corriente y puede quemar el transformador del termostato o fundir el fusible de control. Reemplace el contactor.
• Una lectura estable en el rango de 10 a 20 ohmios.La bobina parece funcionar correctamente desde el punto de vista eléctrico. Sin embargo, podría haber algún problema mecánico con el contactor, como un émbolo atascado o un resorte roto, pero la bobina en sí funciona.

Esta prueba de resistencia no requiere que se retire el contactor de la unidad, pero los cables de control deben desconectarse de al menos un terminal de la bobina para evitar medir una ruta paralela a través del termostato o transformador. Una nota de aplicación ampliamente referenciada de Corporación Fluke Proporciona información más detallada sobre las pruebas de bobinas de relés y contactores.

Comprobación de la continuidad y la resistencia de los contactos

Cuando la alimentación eléctrica esté desconectada y los terminales del lado de carga del contactor estén desconectados, compruebe los contactos de alimentación principales del contactor para asegurarse de que presentan un circuito abierto sin trayectoria eléctrica cuando la alimentación esté desconectada y que tengan una baja resistencia de continuidad cuando el contactor esté activado.

Para probar cada poste, deberá realizar los siguientes pasos:

1. Prueba sin energía: La resistencia de los terminales de carga de cada poste debe medirse con el contactor en reposo entre el terminal de línea y el terminal de carga correspondiente. La medición de resistencia debe indicar circuito abierto (OL). Si se mide alguna resistencia real con el contactor en circuito abierto, esto indica contactos soldados o trazas de carbono en el aislador. El contactor debe reemplazarse.
2. Prueba cerrada manualmente: Al presionar el émbolo del contactor con un destornillador aislado, se simulará la acción eléctrica de la bobina. Mientras el émbolo permanezca presionado, verifique la resistencia entre la línea y la carga en cada polo del contactor. Un contactor en buen estado debería registrar menos de 1 ohmio (rango normal: 0,2-0,5) debido a la resistencia del cable de prueba. Si la lectura es mayor que 1 o fluctúa continuamente entre valores altos y bajos, esto indica contactos defectuosos y, por lo tanto, deberá reemplazar el contactor.

La prueba de cierre manual es sencilla y eficaz para aislar los contactos del circuito de la bobina y proporcionar pruebas definitivas del buen estado del elemento interruptor.

Pruebas de tensión en funcionamiento: Medición de lo que ocurre bajo carga.

Para comprobar que el contactor funciona correctamente, superando las pruebas de resistencia estática y registrando una tensión inferior a 24 voltios, se requiere otro tipo de prueba: una prueba de tensión real. Esta prueba solo puede realizarse con el sistema energizado y debe ser llevada a cabo con especial precaución por personal cualificado que utilice el equipo de protección individual (EPI) necesario. Un recurso de Carrier describe los procedimientos seguros para medir las tensiones de funcionamiento de los sistemas de aire acondicionado divididos residenciales.

Cuando el termostato solicite refrigeración, mida lo siguiente:

• A través de los terminales de la bobina (A1 y A2)Para obtener una medición inicial de su prueba, deberá verificar que esté leyendo aproximadamente 24 voltios de corriente alterna. Si lee voltaje pero el contactor no se activa, incluso después de haber superado la prueba de continuidad, entonces debe asumirse que la bobina del contactor tiene una falla mecánica interna, posiblemente debido a un émbolo atascado.
• A lo largo de cada poste de línea a cargaPara probar un contactor, deberá medir el voltaje entre el terminal de línea y el terminal de carga correspondiente mientras el compresor está en funcionamiento con el contactor cerrado. Un contactor en buen estado debería medir un voltaje cercano a cero voltios, generalmente inferior a 0,1 voltios, ya que los contactores tienen una resistencia mínima. Si mide una caída de voltaje grande de 0,5 voltios o más, esto indica que el contactor tiene una alta resistencia y está generando calor, por lo que debe reemplazarse.
• Línea a tierra y carga a tierra en cada terminal.Las lecturas indican que se ha alcanzado el voltaje y que existe estabilidad. El voltaje LG debe ser igual al voltaje de alimentación (normalmente 120 V por fase a tierra) antes de que el voltaje LG de carga se mantenga en o cerca de esos niveles cuando el contactor está en la posición cerrada.

El contactor debe funcionar eléctricamente independientemente de las lecturas que se registren. Si alguna lectura está fuera de los límites aceptables, se requiere su reemplazo antes de volver a ponerlo en servicio. Si alguna de las lecturas muestra una caída de tensión en un conjunto de contactos cerrados, esto indica que este contactor en particular está experimentando una falla térmica inminente.

¿Qué ocurre si el contactor emite un sonido de traqueteo o zumbido?

Si escucha un sonido de apertura/cierre rápido (o traqueteo) proveniente de un contactor de CA, puede deberse a que la bobina no recibe suficiente voltaje para mantenerla cerrada. Un bajo voltaje en la bobina puede deberse a: 1) un termostato defectuoso (que ordena a la unidad apagarse o mantener el compresor en funcionamiento), 2) conexiones defectuosas o sueltas entre el termostato y el cableado de control de 24 V, o 3) un transformador de tamaño insuficiente o defectuoso, que reduce el voltaje de línea a 24 voltios (los transformadores suelen estar instalados en la sección exterior de alto voltaje del sistema de aire acondicionado). Para comprobar si hay suficiente voltaje en los terminales de la bobina del contactor, deberá medirlo mientras el contactor traquetea. El voltaje en los terminales de la bobina no debe ser inferior a 20 voltios CA; de lo contrario, el problema se encuentra antes del contactor. Si en los terminales de la bobina del contactor se mide un voltaje constante de 24 voltios de corriente alterna, pero el contactor sigue vibrando, la bobina (o el anillo de sombreado) está defectuosa.

Un anillo de sombreado defectuoso producirá un fuerte zumbido al activarse y no permitirá que el émbolo se mantenga fijo. Deberá reemplazar el contactor para solucionar el problema.

Desde las pruebas de campo hasta las pruebas de fábrica: todo el espectro de la verificación de contactores.

Durante una visita de servicio de 30 minutos, los técnicos realizan diversas pruebas, como una inspección visual, la evaluación de la resistencia de la bobina y la comprobación de la caída de tensión (en el cabezal de contacto) entre los puntos de contacto. El tiempo dedicado a estas actividades representa solo una pequeña muestra de las evaluaciones de calidad que se realizan en cada contactor antes de que salga de la línea de producción.

Para alcanzar este nivel de calidad en el proceso de fabricación, los fabricantes recurren a diversos procesos de control de calidad, incluyendo pruebas automatizadas. Las pruebas de contactores de CA se pueden realizar con una sola máquina que coordina todos los procesos de prueba automatizados en una estación integrada. Tras los procesos de prueba automatizados descritos anteriormente, el fabricante genera los datos necesarios para que el técnico garantice al cliente que el contactor se fabricó conforme a las especificaciones de su placa de características.

Para los fabricantes de contactores, relés y dispositivos electromecánicos similares, los equipos de prueba automatizados proporcionan el rendimiento y la documentación que las pruebas manuales no pueden lograr. Máquina de prueba integral para contactores de CA Este sistema es un ejemplo de ello: integra las pruebas eléctricas y mecánicas necesarias para el control de calidad en la línea de producción en una sola estación, proporcionando resultados calibrados y repetibles con trazabilidad digital. Es la contraparte inicial de las pruebas de campo descritas en esta guía: los mismos parámetros, medidos con la misma física, pero a velocidad de producción y con documentación completa. Un contactor que ha sido probado individualmente en la fábrica llega a manos del técnico con un rendimiento de referencia conocido, lo que convierte la prueba de campo en una confirmación en lugar de un descubrimiento.

Preguntas frecuentes

¿Cómo puedo saber si mi contactor de aire acondicionado está defectuoso?

Si es posible, compruebe los indicadores visuales de contactos defectuosos: contactos quemados o picados, plástico derretido en la carcasa del contactor o bobina hinchada. Un contactor con fallas eléctricas se manifestará como una bobina abierta (sin continuidad), contactos soldados (con continuidad al desconectarlo) o una caída de tensión excesiva entre contactos cerrados (superior a 0,5 V). Un contactor que zumba o vibra también indica una falla.

¿Se puede probar un contactor con un multímetro?

Con un multímetro digital, puede realizar una prueba completa de un contactor de CA. Primero, mida la resistencia de la bobina entre A1 y A2 (10-20 ohmios en una bobina de 24 V). Segundo, mida la resistencia de contacto entre la línea y la carga mientras cierra manualmente el contactor (menos de 1 ohmio). Finalmente, con la alimentación encendida, mida la continuidad a través de ambos contactos (caída de voltaje muy baja).

¿Cuál debería ser la resistencia de salida de un contactor de CA?

Dependiendo del número de contactos del contactor, la resistencia medida a través de la bobina de un contactor típico de 24 voltios de CA debería estar entre 10 y 20 ohmios. Un contactor monopolar simple tendrá una resistencia cercana a los 10 ohmios, mientras que uno tripolar más grande tendrá una resistencia cercana a los 20 ohmios. Si la lectura es de circuito abierto (OL) o muy cercana a cero, la bobina está averiada.

¿Cómo comprobar un contactor de HVAC con un multímetro?

Desactive la electricidad de la unidad exterior en el disyuntor. Verifique que no haya voltaje entre los terminales de la unidad exterior. Desconecte los cables de la bobina de los siguientes terminales. Use un multímetro para determinar la resistencia de cada terminal de la bobina; espere una resistencia de 10 a 20 ohmios. Presione el vástago del émbolo hacia abajo para medir la resistencia de línea a carga en cada polo: espere una resistencia inferior a 1 ohmio. Cuando el contactor no está energizado (desconectado de la línea), la línea a carga debe ser un circuito abierto. Si el contactor supera estas pruebas, vuelva a conectar la electricidad a la unidad exterior en el disyuntor y compruebe que el voltaje de la bobina sea de 24 V CA y verifique que la caída de voltaje sea cercana a cero en cada uno de los puntos de contacto cerrados.

Referencias

• Fluke Corporation — Cómo probar un relé — Nota de aplicación sobre la comprobación de bobinas y contactos con un multímetro digital.
• Carrier: Guías de servicio para aires acondicionados residenciales — Documentación de servicio del fabricante para unidades de aire acondicionado de sistema dividido.
• Trane: Recursos para el servicio y la resolución de problemas de sistemas de climatización (HVAC) — Procedimientos de diagnóstico para equipos de climatización residenciales y comerciales ligeros.
• Noticias de ACHR — Noticias sobre aire acondicionado, calefacción y refrigeración — Publicación especializada con artículos técnicos sobre diagnóstico y sustitución de componentes de sistemas de climatización (HVAC).

Probar un contactor de CA Es una secuencia de pasos lógicos: inspección visual, resistencia de la bobina, continuidad de los contactos y caída de tensión en funcionamiento. Cada paso confirma o descarta un modo de falla específico. Un contactor que parece quemado, presenta circuito abierto en la bobina o muestra una caída de tensión en los contactos cerrados es un contactor que ha llegado al final de su vida útil; su reemplazo es una reparación sencilla y económica que restablece el funcionamiento confiable del sistema. Ya sea que la prueba se realice en una azotea caliente con un multímetro portátil o en una planta de producción con una máquina de prueba automatizada, los parámetros son los mismos porque la física es la misma. Dominar esta secuencia convierte una queja intermitente sobre la refrigeración en un diagnóstico definitivo, siempre.