Khởi động từ là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Contactor là khí cụ điện hạ áp, thực hiện việc đóng ngắt thường xuyên các mạch điện động lực có dòng điện ngắt không vượt quá giới hạn dòng điện quá tải của mạch điện. Và để biết thêm những thông tin liên quan đến cấu tạo và nguyên lý hoạt động của khởi động từ mời bạn theo dõi bài viết dưới đây.

Khởi động từ là gì ?

Contactor (Công tắc tơ) hay còn gọi là Khởi động từ là khí cụ điện hạ áp, thực hiện việc đóng cắt thường xuyên các mạch điện động lực. Contactor là thiết bị điện đặc biệt quan trọng trong hệ thống điện. Nhờ có contactor ta có thể điều khiển các thiết bị như động cơ, tụ bù, hệ thống chiếu sáng,… thông qua nút nhấn, chế độ tự động hoặc điều khiển từ xa.

Thao tác đóng ngắt của contactor có thể thực hiện nhờ cơ cấu điện từ, cơ cấu khí động hoặc cơ cấu thủy lực. Nhưng thông dụng nhất là các loại contactor điện từ. Trong bài viết này sẽ chỉ đề cập đến contactor đóng ngắt theo cơ chế điện từ.

Ưu điểm và ứng dụng của khởi động từ

Ưu điểm của khởi động từ

– Tiếp điểm có độ bền chịu mài mòn cao.

– Khả năng đóng cắt cao.

– Thao tác đóng cắt nhanh.

– Tiêu thụ công suất ít nhất.

Ứng dụng của khởi động từ

– Trong công nghiệp Contactor được sử dụng để điều khiển vận hành các động cơ hay thiết bị điện, để an toàn khi vận hành. Đây là một giải pháp tự động hóa bằng phương pháp cơ điện. Phương pháp này không xử lý những quá trình phức tạp nhưng nó đơn giản và ổn định cao dễ sửa chữa.

– Trong ngành tự động hóa ngày nay đòi hỏi xử lý những công việc có tính chất phức tạp và khó khăn. Nên cần phải có sự can thiệp của bộ xử lý nên phương pháp cơ điện tử ra đời để đáp. ứng được những quá trình đóng gói sản phẩm, ép nhựa. Contactor vẫn là thiết bị sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp tự động hóa việc sản xuất.

Dười đây là một số hình ảnh thực tế về ứng dụng của Contactor:

Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phân loại khởi động từ

Cấu tạo khởi động từ

Khởi động từ bao gồm các thành phần: nam châm điện, hệ thống dập hồ quang, hệ thông tiếp điểm.

– Nam châm điện: Gồm 4 thành phần: Cuộn dây dùng tạo ra lực hút nam châm, Lõi sắt, Lò xo tác dụng đẩy phần nắp trở về vị trí ban đầu.

– Hệ thống dập hồ quang: Khi chuyển mạch, một số các tiếp điểm bị cháy và mòn dần, vì vậy cần hệ thống dập hồ quang.

– Hệ thống tiếp điểm: Hệ thống tiếp điểm của contactor trong tủ điện liên hệ với phần lõi từ di động qua bộ phận liên động về cơ.

Tuỳ theo khả năng tải dẫn qua các tiếp điểm, ta có thể chia các tiếp điểm thành hai loại.

– Tiếp điểm chính: Có khả năng cho dòng điện lớn đi qua. Tiếp điểm chính là tiếp điểm thường đóng lại khi cấp nguồn vào mạch từ của contactor trong tủ điện.

– Tiếp điểm phụ: Có khả năng cho dòng điện đi qua các tiếp điểm nhỏ hơn 5A. Tiếp điểm phụ có hai trạng thái: Thường đóng và thường hở.

– Tiếp điểm thường đóng: là loại tiếp điểm ở trạng thái đóng khi cuộn dây nam châm trong contactor ở trạng thái nghỉ. Tiếp điểm này hở ra khi contactor ở trạng thái hoạt động.

Nguyên lý hoạt động của khởi động từ

Khi cung cấp điện áp cho cuộn dây bằng nhấn nút khởi động, cuộn dây Contactor có điện hút lõi thép di động và mạch từ khép kín lại. Làm đóng các tiếp điểm chính để khởi động động cơ và đóng tiếp điểm phụ thường hở để duy trì mạch điều khiển khi buông tay khỏi nút nhấn khởi động. Khi nhấn nút dừng, khởi động từ bị ngắt điện, dưới tác dụng của lò xo nén làm phần lõi di động trở về vị trí ban đầu; các tiếp điểm trở về trạng thái thường hở. Động cơ dừng hoạt động. Khi có sự cố quá tải động cơ, Rơle nhiệt sẽ thao tác làm ngắt mạch điện cuộn dây, do đó cũng ngắt khởi động từ và dừng động cơ điện.

Phân loại khởi động từ

– Theo nguyên lý truyền động: có Contactor kiểu điện từ (truyền điện bằng lực hút điện từ), kiểu hơi ép, kiểu thuỷ lực. Thông thường trong tủ điện sử dụng Contactor kiểu điện từ.

– Theo dạng dòng điện: Contactor một chiều và Contactor xoay chiều (Contactor 1 pha và contactor 3 pha).

– Kết cấu bảo vệ chống các tác động bởi môi trường xung quanh: hở, bảo vệ, chống bụi, nước nổ…

– Khả năng làm biến đổi chiều quay động cơ điện: Không đảo chiều quay và đảo chiều quay.

– Số lượng và loại tiếp điểm: Thường hở, thường đóng.

Thông số kỹ thuật của khởi động từ

– Số cực: 1P, 2P, 3P, 4P

– Điện áp điều khiển (V): Cấp điện áp định mức trong tủ điện : 110V, 220V, 440V một chiều và 127V, 220V, 380V, 500V xoay chiều.

– Dài dòng (A): Dòng điện định mức của Contactor trong tủ điện hạ áp thông dụng có các cấp là: 10A, 20A, 25A, 40A, 60A, 75A, 100A, 150A, 250A, 300A, 600A.

Các loại tiếp điểm của contactor

Trong 1 cái công tắc tơ, ta có 2 loại tiếp điểm là tiếp điểm chính và tiếp điểm phụ. Công dụng của từng loại tiếp điểm này như sau:

Tiếp điểm chính của công tắc tơ

Nhắc đến chữ “chính” là ta biết nó là tiếp điểm quan trọng của thiết bị rồi đúng không? Thật vậy, tiếp điểm chính của công tắc tơ là loại tiếp điểm có khả năng cho dòng điện lớn đi qua (từ 10A đến vài nghìn A).

Thông thườn tiếp điểm chính sẽ có trạng thái là thường hở. Khi ta cấp nguồn cho Công tắc tơ thì tiếp điểm này sẽ đóng lại.

Tiếp điểm phụ của công tắc tơ

Ngược lại với tiếp điểm chính, tiếp điểm phụ chỉ có thể cho dòng điện nhỏ hơn 5A đi qua.

Đối với loại tiếp điểm phụ, ta có 2 trạng thái nữa là thường đóng và thường mở (hay ta có thể liên tưởng đến trạng thái NO và NC của rơ le).

Tiếp điểm thường đóng: là loại tiếp điểm luôn ở trạng thái đóng khi không được cấp nguồn hoặc khi contactor không hoạt động.

Tiếp điểm thường mở: là loại tiếp điểm luôn ở trạng thái hở, khi cấp nguồn vào hoặc contactor hoạt động sẽ chuyển sang thường đóng.

Các loại công tắc tơ

Theo nguyên lý truyền động, ta có các loại contactor như: contactor điện từ, contactor hơi ép, contactor thủy lực…. Tuy nhiên nhiều nhất trên thị trường hiện nay chính là công tắc tơ điện từ (contactor điện từ).

Về loại này thì ta có 2 loại chính:

Contactor 1 pha

Contactor 1 pha là thiết bị đóng ngắt sử dụng 1 hoặc 2 cực tạo ra 1 tiếp điểm đóng ngắt sử dụng nguồn điện 1 pha 220v hoặc 24v.

Contactor 3 pha

Công tắc tơ 3 pha là thiết bị được tích hợp 3 cực tạo 3 tiếp điểm đóng ngắt relay khác nhau; sử dụng nguồn điện xoay chiều AC 3 pha  220V / 240V / 380 V / 480V.

Cách đấu dây contactor

Để tìm hiểu về cách đấu dây các loại công tắc tơ, ta cùng tìm hiểu về các sơ đồ đấu dây sau:

Cách đấu dây contactor 1 pha

Để đấu dây, ta có sơ đồ sau:

Cách đấu dây contactor 3 pha

Tương tự như công tắc tơ 1 pha, ta sẽ có sơ đồ đấu dây của loại công tắc tơ 3 pha như sau:

Một số hãng Công tắc tơ trên thị trường

Trên thị trường hiện nay, có rất nhiều các hãng chuyên sản xuất công tắc tơ. Tuy nhiên để đảm bảo an toàn và độ bền sử dụng cao nhất, ta nên sử dụng các hãng có thương hiệu.

Một số thương hiệu uy tín trên thị trường hiện nay:

Công tắc tơ schneider

Đây là thương hiệu mà ta thường thấy nhất trên thị trường và cũng là nhãn hiệu được tin dùng nhất trong nhà máy. Hãng Schneider là một thương hiệu lớn của Pháp – 1 trong 7 nước thuộc G7 nên về chất lượng sản phẩm thì ta không có gì để bàn cãi nữa rồi.

Công tắc tơ mitsubishi

Là một thương hiệu đến từ Nhật Bản – nước duy nhất của Châu Á thuộc nhóm G7. Ưu điểm của loại Công tắc tơ này là giá thành sẽ tốt hơn nhiều so với các thương hiệu khác mà vẫn đảm bảo chất lượng.

Công tắc tơ ls

Là một thương hiệu của Hàn Quốc nên công tắc tơ của hãng ls có ưu điểm mạnh về giá thành. Về chất lượng thì hãng này cũng có chất lượng tương đối tốt nên được sử dụng rộng rãi trên thị trường.