Khởi động từ là gì? Cấu tạo và ứng dụng của khởi động từ

02/09/2022 17:06 UTC - Lượt xem: 4845

Khởi động từ được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển điện của công nghiệp cũng như đời sống. Vậy bạn đã biết nó là gì và có cấu tạo như nào chưa? Nếu bạn còn đang thắc mắc thì bài viết dưới đây của AME Group là dành cho bạn. Cùng tìm hiểu ngay nhé.

KHỞI ĐỘNG TỪ

Khởi động từ là gì?

Khởi động từ hay còn được gọi là contactor, là bộ phận quan trọng trong hệ thống điện, tự động hóa. Nó là khí cụ điện áp và có chức năng đóng ngắt mạch điện một cách thường xuyên.

Bạn có thể điều khiển mạch điện từ xa có phụ tải điện áp lên đến 500V và dòng điện lên đến 600A chỉ với thiết bị công tắc tơ này. Thiết bị này khi kết hợp với các thiết bị điện khác giúp bạn thao tác bật, tắt hệ thống đèn điện, vận hành động cơ, hệ thống nước tưới tiêu chỉ bằng một nút nhấn.

Khởi động từ là gì

Là khí cụ điện áp và có chức năng đóng ngắt mạch điện một cách thường xuyên

Thiết bị có 1 công tắc tơ thì được gọi là khởi động từ đơn còn có 2 cái thì gọi là khởi động từ kép.

Thiết bị đóng ngắt bằng điện từ thì được gọi là khởi động từ hoặc contactor. Các contactor có thể đóng ngắt bằng khí nén hoặc bằng hơi, thủy lực.

Cấu tạo của một contactor

Một chiếc khởi động từ có cấu tạo được chia làm 3 phần:

Nam châm điện: Gồm 1 lõi sắt, 1 lò xo, để đẩy lõi nắp dịch chuyển về vị trí ban đầu, cuộn dây được tạo ra  được lực hút nam châm. Chúng có chức năng là tạo ra từ trường.

Hệ thống tiếp điểm: gồm có tiếp điểm chính và tiếp điểm phụ

  • Tiếp điểm chính: Cho dòng điện lớn chạy qua. Tiếp điểm này thường là tiếp điểm hở, đóng lại khi cấp nguồn vào mạch của công tắc tơ bên trong tủ điện làm mạch từ hút lại.
  • Tiếp điểm phụ: Cho dòng điện đi qua các tiếp điểm nhỏ hơn 5A. Tiếp điểm này thường có 2 trạng thái đó là thường đóng và thường mở.

Tiếp điểm thường đóng là tiếp điểm ở trạng thái đóng (có sự liên lạc giữa 2 tiếp điểm với nhau) khi cuộn dây nam châm trong contactor ở trong trạng thái nghỉ (không có điện). Tiếp điểm này sẽ mở ra khi khởi động từ đang ở trạng thái hoạt động, với tiếp điểm mở thì ngược lại.

Như  vậy, mạch điện động lực thường chứa tiếp điểm chính còn hệ thống mạch điều khiển sẽ chứa các tiếp điểm phụ.

Hệ thống dập hồ quang: các hồ quang xuất hiện khi đóng ngắt liên tục và chuyển mạch thường xuyên. Chúng sẽ gây ra tình trạng mài mòn các tiếp điểm thậm chí là cháy. Hệ thống dập hồ quang này sẽ đảm nhận vai trò dập tắt hồ quang gây hại cho hệ thống.

Cấu tạo của một contactor

Cấu tạo được chia làm 3 phần

Nguyên lý hoạt động của contactor

Dù có khởi động 1,2,3 pha đều sẽ hoạt động theo 1 nguyên lý duy nhất đó là:

Khi cấp nguồn điện vào mạch điều khiển bằng với giá trị điện áp định mức của contactor. Dòng điện sẽ đi đến 2 cuộn dây được quấn cố định ở trên lõi từ. Lúc này từ trường sẽ được sinh ra và lực từ sẽ hút lõi dịch chuyển. Các mạch sẽ đóng lại và trở thành 1 mạch kín. Mạch từ phải lớn hơn mạch lò xo để có thể hút lõi, khởi động từ sẽ bắt đầu hoạt động.

Nhờ vào cơ giữa lõi và các tiếp điểm mà tiếp điểm chính sẽ đóng, tiếp điểm phụ sẽ linh hoạt (nếu đang mở sẽ chuyển sang đóng và ngược lại). Trạng thái này sẽ được duy trì.

Khi tiến hành ngắt dòng điện thì từ trường và lực từ sẽ không được sinh ra. Lúc này contactor sẽ ở trong trạng thái nghỉ, các tiếp điểm sẽ quay về vị trí ban đầu.

Thông số cơ bản của khởi động từ

Những thông số cơ bản mà bạn cần quan tâm đó là:

  • Dòng điện định mức: Dòng điện chạy qua hệ thống tiếp điểm chính của công tắc tơ khi đóng mạch tải. Ở giá trị dòng điện này, mạch chính của công tắc tơ sẽ không bị nóng và vượt quá giới hạn cho phép.
  • Điện áp định mức: Là điện áp được đặt trên hai cực của mạch dẫn điện chính contactor.
  • Khả năng đóng của khởi động từ: Bằng với giá trị của dòng điện mà thiết bị có thể đóng thành công. Giá trị này có thể bằng từ 1-7 lần giá trị dòng điện định mức.
  • Độ bền cơ: Đây chính là số lần đóng ngắt khi mà chưa có dòng điện chảy qua hệ thống của các tiếp điểm chính và phụ của contactor. Mỗi hãng sẽ có giới hạn số lần đóng ngắt riêng. Nếu vượt quá thì các tiếp điểm này sẽ hỏng. Bạn nên chọn những contactor có số lần đóng ngắt từ 5-10 triệu lần.
  • Độ bền điện: Đây là số lần đóng ngắt dòng điện định mức của thiết bị. Số lần này trung bình 200.000 – 1.000.000 lần.

Thông số cơ bản của khởi động từ

Các thông số cơ bản mà bạn cần quan tâm

Phân loại khởi động từ

Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại khởi động từ với nhiều thương hiệu khác nhau. Việc phân loại sẽ giúp bạn có thể tìm kiếm được sản phẩm mà bạn cần cũng như chủ động hơn về mặt tài chính. Phân loại được chia như sau:

  • Theo dạng dòng điện: Contactor điện một chiều và contactor điện xoay chiều.
  • Theo kết cấu: Người ta phân contactor dùng ở nơi hạn chế chiều cao (như bảng điện ở gầm xe) và ở nơi hạn chế chiều rộng (ví dụ buồng tàu điện).
  • Theo dòng điện định mức: Contactor 9A, 12A, 18A,…. 800A hoặc lớn hơn.
  • Theo số cực: Contactor 1 pha, 2 pha, 3 pha, 4 pha. Phổ biến nhất là contactor 3 pha.
  • Theo cấp điện áp: Contactor trung thế, contactor hạ thế.
  • Theo điện áp cuộn hút: Cuộn hút xoay chiều 220VAC, 380VAC,… cuộn hút 1 chiều 24VDC, 48VDC,…
  • Theo chức năng chuyên dụng: Một số hãng chế tạo contactor chuyên dụng cho một ứng dụng đặc thù ví dụ contactor chuyên dùng cho tụ bù của hãng Schneider,…

Ưu điểm của khởi động từ

Sản phẩm có rất nhiều tính năng nổi bật, cùng điểm qua xem những tính năng đó là gì nhé:

  • Bền bỉ, hoạt động ổn định và ít gặp sự cố trong quá trình hoạt động.
  • Hệ thống có lớp vỏ ngăn chặn hồ quang phóng ra ngoài, đảm bảo an toàn cho người và các vật xung quanh.
  • Thiết kế nhỏ gọn, tiết kiệm diện tích khi lắp đặt. Bạn có thể lắp chúng tại nhiều nơi có không gian nhỏ hẹp.
  • Trọng lượng nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt mà không gây ảnh hưởng đến các thiết bị khác.
  • Giá thành rẻ, phù hợp với kinh tế của nhiều người, dễ dàng tìm kiếm trên thị trường.
  • Tiết kiệm điện năng, thời gian đóng cắt nhanh.
  • Có khả năng chịu ăn mòn và chống mài mòn tốt.

Ưu điểm của khởi động từ

Sản phẩm có nhiều tính năng nổi bật

Ứng dụng của khởi động từ

Sản phẩm được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày. Có thể kể đến như:

Ngành công nghiệp sản xuất và dân dụng

Thiết bị này được sử dụng để điều khiển và vận hành các động cơ hoặc các thiết bị nhằm đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành.

  • Điều khiển hệ thống đèn chiếu sáng: Bạn có thể tự động bật/tắt đèn theo giờ hoặc ngày quy định.
  • Dùng để khởi động motor sao tam giác: Giúp thay đổi chế độ vận hành của motor, làm giảm tối đa dòng khởi động.
  • Điều khiển động cơ: Cấp nguồn để motor có thể khởi động trực tiếp hoặc có thể kết hợp với rơ le nhiệt. Để đảm bảo cho motor hoạt động ổn định không bị quá tải.
  • Điều khiển tụ bù: Contactor sẽ được điều khiển bằng bộ tù. Nhằm mục đích đóng cắt các cấp của tụ bù để phù hợp với tải làm việc

Ngành tự động hóa

Ngành tự động hóa luôn đòi hỏi xử lý những công việc có tính chất phức tạp và khó khăn cao. Vậy nên cần phải có sự can  thiệp của bộ xử lý để có thể hỗ trợ trong việc vận hành. Nó giống như 1 cầu giao khi đóng ngắt nguồn cấp cho các thiết bị nên chúng được xuất hiện trong tất cả các hệ thống điều khiển tự động trong công nghiệp. Với những hệ thống yêu cầu cao hơn thì không thể thiếu các khởi động từ.

Một số hãng contactor trên thị trường

Trên thị trường hiện nay có rất nhiều hãng sản xuất contactor. Tuy nhiên không phải hãng nào cũng là đồ chất lượng. Dưới đây là một vài thương hiệu uy tín mà bạn nên mua để sử dụng:

#1 Schneider

Là một trong những thương hiệu phổ biến hiện nay trên thị trường. Và là nhãn hiệu được tin dùng nhiều nhất hiện nay tại các nhà máy. Đây là một thương hiệu của Pháp. Nên vấn đề về chất lượng cũng không có gì phải bàn khi được sử dụng công nghệ sản xuất hiện đại hàng đầu.

#2 Mitsubishi

Là một thương hiệu hàng đầu của đất nước Nhật Bản. Sản phẩm có giá thành tương đối tốt so với các thương hiệu khác nhưng vẫn đảm bảo chất lượng.

#3 LS

Đây là thương hiệu của Hàn Quốc nên giá thành của sản phẩm cũng rất tốt. Chất lượng cũng được chú trọng nên rất được khách hàng ưa chuộng. Và sử dụng rộng rãi.

#4 Fuji

Là thương hiệu của Nhật Bản, các sản phẩm của thương hiệu này đều được đầu tư và chú trọng về chất lượng. Nên chính vì thế mà bạn không cần phải lo lắng và hoàn toàn có thể yên tâm sử dụng.

#5 Chint

Đây là một thương hiệu của Trung Quốc. Sản phẩm của hãng có giá thành rẻ, kích thước nhỏ gọn và công suất tiêu thụ điện năng thấp.

Cách lựa chọn Contactor

Mỗi thiết bị sẽ có những yêu cầu và cách tính toán, lựa chọn contactor khác nhau.

Cách lựa chọn Contactor

Nên lựa chọn những contactor có chất lượng tốt

Chọn contactor cho động cơ

Công tắc tơ sẽ giúp đóng ngắt dòng điện cung cấp cho động cơ một cách hiệu quả và chính xác. Bởi vì motor sẽ hoạt động ở công suất lớn và dòng điện đi qua sẽ cao hơn. Vậy nên, cần phải dẫn dòng điện đi qua các tiếp điểm bên trong của nó trước khi đến với động cơ. Hơn nữa thiết bị này còn giúp động cơ khởi động 1 cách trực tiếp khi có dòng điện đi vào. Sự kết hợp rơle nhiệt giúp bảo vệ khi có hiện tượng quá tải.

Ví dụ: Động cơ đang sử dụng là động cơ 3 pha với công suất 7.5kW. Dòng điện định mức sẽ công suất nhân với 1.9 có kết quả là 14.25. Khởi động từ nên chọn phải có dòng điện định mức gấp 1.5 lần của 14.25 là 21A.

Chính vì vậy mà bạn sẽ cần phải cân nhắc xem là nên chọn khởi động từ đơn. Hay lựa chọn khởi động từ kép để phục vụ cho nhu cầu sử dụng của bản thân.

Chọn contactor cho tụ bù

Tụ bù sẽ bị hỏng khi mà biến tần có công suất lớn hay tụ bù quá độ khi có dòng điện có công suất lớn đi qua. Vì vậy mà cần phải lắp công tắc tơ.

Để có thể chọn được contactor cho tụ bù thì bạn cần phải dựa trên thông số của dòng điện định mức tụ bù.

Ví dụ: Bạn sử dụng tụ 3 pha có dòng điện định mức là 69.6A thì nên chọn công tắc tơ có có công suất lớn hơn gấp 1.2 lần dòng điện định mức là khoảng 83.2A.

Tuổi thọ và giá thành của khởi động từ

Một thiết bị chính hãng, chất lượng cao không chỉ có tuổi thọ lâu dài mà còn có ưu điểm là dễ lắp đặt và ít bị hỏng hóc, trục trặc. Ngoài ra, nó có thể được kết nối chặt chẽ với các thiết bị khác. Để đảm bảo chuyển mạch hoàn hảo và an toàn.

Trung bình, contactor có tuổi thọ từ 2 đến 4 năm. Nếu khách hàng kiểm tra hệ thống thường xuyên, vệ sinh thiết bị sẽ kéo dài tuổi thọ của thiết bị. Linh kiện và các chi tiết bên trong của thiết bị cũng rất quan trọng vì nó cũng góp phần đến hiệu quả hoạt động cũng như độ bền của sản phẩm.

Tuổi thọ và giá thành của công tắc tơ

Contactor có tuổi thọ từ 2 đến 4 năm

Bạn cũng không nên đánh đồng việc giá thành rẻ sẽ không có sản phẩm chất lượng. Có rất nhiều thương hiệu có thể đáp ứng được các tiêu chí này cho bạn. Việc của bạn là tìm kiếm được đơn vị phân phối uy tín và chất lượng. Những gian hàng chính hãng sẽ mang lại cho bạn sản phẩm với chất lượng tốt, giá thành rẻ. Và đặc biệt có tuổi thọ lâu bền.

Giá thành của sản phẩm hiện nay cũng rất đa dạng phù hợp với điều kiện kinh tế của các khách hàng. Giá thì có thể giao động chục nghìn cho đến hàng chục triệu đồng. Tùy nhu cầu sử dụng mà bạn có thể lựa chọn sao cho phù hợp.

  • Dùng cho hộ gia đình: Các khởi động từ sẽ có giá từ 80.000 đồng cho đến dưới 500.000 đồng.
  • Dùng cho các hệ thống cơ sở nhỏ: Thiết bị này sẽ có giá từ khoảng 600.000 đồng đến dưới 2 triệu.
  • Dùng cho hệ thống nhà máy lớn, tự động hóa chuyên nghiệp: Khởi động từ sẽ có giá dao động từ một, hai triệu đồng cho đến vài triệu đồng.

Cách đấu dây contactor

Để đấu dây contactor thì chúng tôi sẽ hướng dẫn bạn cách lắp đặt. Bạn có thể lắp đặt theo các sơ đồ mà chúng tôi cung cấp dưới đây:

Cách đấu dây contactor 1 pha

Để đấu dây công tắc tơ 1 pha bạn hãy lắp đặt theo sơ đồ sau:

Cách đấu dây contactor

Công tắc tơ 1 pha

Cách đấu dây contactor 3 pha

Giống như với contactor 1 pha thì bạn hãy lắp đặt contactor 3 pha theo sơ đồ sau đây:

Cách đấu dây contactor 3 pha

Contactor 3 pha

Trên đây là những gì mà AME Group chia sẻ đến cho bạn về khởi động từ. Từ khái niệm đến cấu tạo và ứng dụng của chúng. Hy vọng với những thông tin mà chúng tôi chia sẻ có thể giúp bạn trong quá trình tìm hiểu cũng như giúp ích cho bạn. Cùng đón chờ những điều hữu ích được chúng tôi chia sẻ trong các bài viết tiếp theo.

 




Bài xem nhiều