Contactor Và Những Điều Cần Biết Về Công Tắc Tơ

Contactor là một trong những bộ phận chính của mạch điện dùng để đóng cắt thường xuyên cách mạch điện động lực. Contactor được áp dụng nhiều để điều khiển các thiết bị như động cơ, máy biến áp, máy sưởi, hệ thống chiếu sáng, v.v… thông qua công tắc. Vậy contactor hoạt động đóng ngắt như thế nào? Hãy cùng Bazo tìm hiểu sâu hơn về contactor là gì và tầm quan trọng của thiết bị này nhé! 

1. Contactor (Công tắc tơ) là gì?

Contactor là một công tắc cơ điện, có chức năng đóng, ngắt sự kết nối giữa nguồn điện với tải, được điều khiển bằng điện, dòng điện điều khiển công tắc tơ thấp hơn nhiều so với dòng điện đóng, cắt tải. Công tắc tơ khi kết hợp với rơ le nhiệt được gọi là khởi động từ.

Các ứng dụng của công tắc tơ bao gồm: điều khiển động cơ điện, thiết bị chiếu sáng, tủ tụ bù, hệ thống lò sưởi và các thiết bị khác. Công tắc tơ có nhiều kích thước và công suất, từ vài ampe đến vài chục nghìn ampe, điện áp lên đến vài kV. Ở các công tắc tơ công suất lớn có trang bị hệ thống dập hồ quang để bảo vệ tiếp điểm của công tắc tơ.

2. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CONTACTOR

2.1 CẤU TẠO CỦA CONTACTOR

Cấu tạo của công tắc tơ gồm 3 thành phần chính là cơ cấu điện từ và hệ thống các tiếp điểm và lớp vỏ bảo vệ.

1. CƠ CẤU ĐIỆN TỪ

Gồm cuộn dây quấn quanh một lỏi điện từ, khi cấp điện sẽ đóng vai trò như nam chân điện tạo lực hút để đóng tiếp điểm.

• Cuộn dây có thể có thể được điều khiển bằng điện áp DC hoặc AC. Điện áp này đến từ một mạch điều khiển bên ngoài. Đối với contactor có điện áp định mức cuộn dây là AC thì lõi sắt từ sẽ cấu tạo từ nhiều lá thép để giảm tổn thất do dòng điện xoáy. Đối với contactor DC thì lõi được cấu tạo từ thép đặc.
• Lõi điện từ này gồm hai phần là phần động và phần tỉnh được nối với nhau qua lò xo. Phần động được nối với thanh tiếp điểm di động. Khi lực cuộn dây lớn hơn lực lò xo thì hai tiếp điểm được kết nối. Ngược lại khi lực hút cuộn dây nhỏ hơn thì hai tiếp điểm không tiếp xúc với nhau.

2. HỆ THỐNG TIẾP ĐIỂM

Có 2 loại tiếp điểm là tiếp điểm chính và tiếp điểm phụ.

• Tiếp điểm chính: Có chức năng mang dòng của tải, dòng điện lớn. Tiếp điểm chính ở trạng thái bình thường là trạng thái mở, khi bị tác động chuyển thành thường đóng.
• Tiếp điểm phụ: Tùy theo loại công tắc tơ mà có 1, 2 hoặc không có tiếp điểm phụ. Tiếp điểm phụ gồm 2 loại là tiếp điểm thường đóng và tiếp điểm thường hở.

Tiếp điểm thường đóng (NC): là tiếp điểm mà ở trạng thái bình thường sẽ ở trạng thái đóng. Khi bị tác động sẽ trở thành trạng thái mở. Khi ngưng tác động (mất điện) lại trở về trạng thái thường đóng.

Tiếp điểm thường hở (NO): là tiếp điểm mà ở trạng thái thường hở sẽ ở trạng thái mở. Khi bị tác động sẽ chuyển sang trạng thái đóng.

3. VỎ NHỰA

Để bảo vệ các phần tử bên trong của contactor khỏi bụi, thời tiết và là lớp cách điện bảo vệ cho người sử dụng.

Ngoài ra ở một số loại contactor công suất lớn có trang bị thêm hệ thống dập hồ quang. Vì khi contactor đóng cắt dòng điện lớn thì hồ sẽ xuất hiện dòng điện hồ quang rất lớn làm cháy mòn tiếp điểm. Nên yêu cầu dập hồ quang là cần thiết để bảo vệ tiếp điểm hoạt động lâu dài.

2.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CONTACTOR LÀ GÌ

Nguyên lý hoạt động của contactor được trình bày như sau:

• Khi cuộn dây của contactor được cấp nguồn thì cuộn dây ngay lập tức trở thành một nam châm điện, tạo ra lực hút lớn hơn lực lò xo. Lực hút này kéo tiếp điểm di động về phía tiếp điểm tỉnh để tạo thành một mạch kin cho phép dòng điện đi qua. Nhờ vào các bộ phận kết mà các tiếp điểm phụ cũng thay đổi trạng thái từ đóng sang mở và ngược lại.
• Khi cuộn dây không được cấp điện thì lò xo giãn ra đẩy bộ phận tiếp điểm di động trở về vị trí ban đầu. Tiếp điểm chính của contactor trở về trạng thái mở, đồng thời các tiếp điểm phụ cũng trở về trạng thái ban đầu.

3. PHÂN LOẠI VÀ KÝ HIỆU CONTACTOR

– Phân loại: Công tắc tơ được phân loại theo nhiều kiểu khác nhau

• Phân loại theo loại điện áp: công tắc tơ một chiều và xoay chiều (DC và AC)
• Theo điện áp cuộn hút: Đối với điện xoay chiều: công tắc tơ 220V, 380V. Đối với điện áp một chiều: công tắc tơ 24V, 48V.
• Phân loại theo dòng điện làm việc: công tắc tơ 9A, 12A, 18A …
• Phân loại theo nguyên lý truyền động: công tắc tơ điều khiển từ, kiểu thủy lực …
• Theo số cực của tiếp điểm chính: công tắc tơ 1P, 2P, 3P, 4P trong đó công tắc tơ 3 cực được sử dụng phổ biến, thông dụng nhất trong công nghiệp.

Các ký hiệu của công tắc tơ trong bản vẽ điện

 

4. MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CỦA CONTACTOR

ĐIỆN ÁP ĐỊNH MỨC

Điện áp định mức của công tắc tơ Uđm là điện áp đặt vào hai đầu cuộn dây của nam châm điện. Cuộn dây sẽ làm việc bình thường với mức điện áp trong khoảng giới hạn 85 – 105% Uđm.

• Điện áp thấp hơn điện áp định mức sẽ dẫn đến lực hút điện từ không lớn hơn lực lò xo hoặc dẫn đến tiếp điểm không đóng không chặt.
• Điện áp cao hơn điện áp định mức có thể làm cháy cuộn dây.

DÒNG ĐIỆN LÀM VIỆC ĐỊNH MỨC

Dòng điện định mức Iđm là dòng điện cho phép đi qua tiếp điểm contactor, và người ta đo được ở giá trị Iđm contactor không nên hoạt động liên tục không quá 8h.

Nếu công tắc tơ đặt trong môi trường làm mát kém sẽ giảm khả năng chịu dòng, nên cần áp dụng các biện pháp làm mát để đảm bảo công suất. Hoặc có thể chọn dòng hoạt động công tắc tơ lớn hơn 10% để đảm bảo hoạt động ổn định.

KHẢ NĂNG ĐÓNG CẮT CỦA CÔNG TẮC TƠ

Khi động cơ khởi động, dòng điện khởi động cơ hơn gấp nhiều lần so với dòng điện định mức của động cơ. Nên công tắc tơ phải có khả năng đóng từ 5-7 lần Iđm.

Khả năng cắt tải của công tắc tơ cao đến 10 lần dòng điện định mức với các phụ tải điện cảm.

TẦN SỐ ĐÓNG CẮT

Công tắc tơ bị giới hạn về tần số đóng cắt, do sử dụng tiếp điểm cơ khí nếu đóng cắt quá nhanh thì sẽ không đáp ứng kịp. Số lần đóng mở của công tắc tơ trong một giờ có các cấp: 30, 100, 120, 150, 300 …

TÍNH ỔN ĐỊNH LỰC ĐIỆN ĐỘNG

Tiếp điểm chính của công tắc tơ cho phép một dòng điện lớn đi qua (khoảng 10 lần Iđm) mà lực điện động không làm biến dạng tiếp điểm. Công tắc tơ được sản xuất với tiêu chuẩn lực điện động đạt yêu cầu, nên thông thường khi chọn công tắc tơ thì không cần quan tâm đến thông số này.

TÍNH ỔN ĐỊNH NHIỆT

Công tắc tơ có tính ổn định nhiệt, khi xuất hiện dòng điện ngắn mạch trong thời gian cho phép các tiếp điểm không bị nóng chảy và hàn dính lại. Trong khoảng thời gian ngắn công tắc tơ sẽ được bảo vệ bởi CB chống ngắn mạch.

TUỔI THỌ CỦA CÔNG TẮC TƠ

Tuổi thọ của công tắc tơ được tính là số lần đóng cắt khi có tải, công tắc tơ thường có số lần đóng cắt lên đến 10 triệu lần. Nếu quá số lần đóng cắt thì công tắc tơ sẽ bị hỏng cần thay thế.

5. CHỨC NĂNG CỦA CONTACTOR LÀ GÌ?

Ưu điểm của contactor là nhỏ gọn, dễ điều khiển, giá thành rẻ nhưng hoạt động rất ổn định, đóng cắt nhanh, độ bền cao. Với nguyên lý điều khiển bằng điện từ nên dễ dàng kết hợp với các giải pháp điều khiển tự động, điều khiển từ xa.

• Contactor được sử dụng nhiều nhất trong công nghiệp dùng để điều khiển đóng, cắt động cơ 3 pha. Ngày nay các quy trình tự động hóa ngày càng phức tạp nên contactor càng thể hiện được vai trò của mình trong ứng dụng tự động.

Động cơ được khởi động bằng khởi động từ được gọi là khởi động trực tiếp. Nhược điểm của khởi động bằng khởi động từ là dòng khởi động của động cơ lớn.

• Contactor còn được sử dụng để điều khiển trung tâm các hệ thống chiếu sáng lớn, chẳng hạn như tòa nhà văn phòng. Có thể dùng các vi điều khiển hay thiết bị tự động điều khiển đèn sáng theo thời gian lập trình sẵn.

Trong một số trường hợp để giảm tiêu thụ điện năng trong các cuộn dây công tắc tơ, người ta sẽ ngắt điện khỏi cuộn dây sau khi đóng. Bằng cách sử dụng công tắc tơ chốt có hai cuộn dây hoạt động. Một cuộn dây chính khi cấp điện sẽ đóng các tiếp điểm, sau đó được giữ lại bằng cơ học và cuộn thứ hai dùng để mở các tiếp điểm.

• Điều khiển tụ bù: đóng cắt các tụ bù vào lưới điện để bù công suất phản kháng. Công tắc tơ được dùng trong hệ thống bù tự động được điều khiển bằng bộ điều khiển tụ bù, đảm bảo đóng cắt các cấp tụ phù hợp với tải.

Một số sản phẩm bạn có thể tham khảo thêm tại đây.

Trên đây là những thông tin về contactor giúp bạn hiểu hơn khi sử dụng sản phẩm này. Hy vọng bài viết trên hữu ích cho bạn đọc, hãy theo dõi Bazo để tìm hiểu thêm về contactor cũng như nhiều sản phẩm khác nhé!