Contactor là gì, cấu tạo và ứng dụng của Contactor

Ngày nay với các trang thiết bị mang tính hiện đại đang rất được nhiều người quan tâm bởi vì đi kèm với hai chữ hiện đại đó là một thiết bị có cấu tạo chắc chắn với các linh kiện tốt làm theo công nghệ cao nên người tiêu dùng rất thích các thiết bị mà mình sắp sửa mua dùng phải có tính hiện đại. Chính vì như vậy mà những nhà sản xuất đã cố gắng ngày đêm để tìm được các chất liệu tốt để hình thành thiết bị. Một dòng sản phẩm rất được ưa chuộng và sử dụng vô cùng rộng rãi trong và ngoài nước đó chính là contactor ( Khởi động từ ).

Contactor là gì?  Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Contactor và thông số cơ bản của Contactor

Khái niệm contactor

Contactor 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.

Contactor có nhiều hình dạng với nhiều công suất và tính năng khác nhau. Không giống như máy cắt, contactor được thiết kế để không chủ ý cắt một sự cố ngắn mạch. Contactor có dải hoạt động từ chỗ chỉ có dòng cắt một vài Ampe cho tới hàng ngàn Ampe và 24 VDC cho tới kilovôn.

Kích thước vật lý của contactor dao động từ một thiết bị đủ nhỏ để có thể bật tắt với một tay, cho tới các thiết bị lớn có kích thước khoảng một mét trên một mặt. Contactor - khởi động từ được sử dụng để điều khiển động cơ điện, chiếu sáng, hệ thống sưởi, tụ điện, máy sấy nhiệt và các phụ tải khác.

Cấu tạo của contactor

Contactor bao gồm 3 bộ phận chính:

1. Nam châm điện: gồm cuộn dây quấn quanh lõi sắt non. Khi có điện cấp vào cuộn dây thông qua mạch điều khiển, từ trường tạo ra sẽ từ hoá nam châm điện. Từ trường này sẽ hút lõi thép vào nam châm, làm tiếp điểm trong contactor đóng lại và khép kín mạch động lực. Khi ngắt mạch điều khiển, từ trường ở nam châm điện biến mất, và tiếp điểm trở về trạng thái cũ nhờ tác động của lò xo.

2. Hệ thống dập hồ quang: Khi Contactor trong tủ điện chuyển mạch, hồ quang điện sẽ xuất hiện làm các tiếp điểm bị cháy, mòn dần. Vì vậy cần có hệ thống dập hồ quang gồm nhiều vách ngăn làm bằng kim loại đặt cạnh bên hai tiếp điểm tiếp xúc nhau, nhất là ở các tiếp điểm chính của khởi động từ - Contactor trong tủ điện.

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

Tiếp điểm chính: Là tiếp điểm có khả năng cho dòng điện lớn đi qua (từ 10A đến cả ngàn ampe, ví dụ như cho phép dòng điện có cường độ đến 2000A đi qua). Thông thường, tiếp điểm chính là dạng tiếp điểm thường hở. Chỉ đóng lại khi có nguồn cấp vào cuộn hút nam châm điện của khởi động từ - contactor.

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 mở.

Nguyên lý hoạt động của Contactor

Khi cấp nguồn trong mạch điện điều khiển bằng với giá trị điện áp định mức của Contactor vào hai đầu cuộn dây quấn trên phần lõi từ đã được cố định trước đó thì lực từ sinh ra sẽ hút phần lõi từ di động và hình thành mạch từ kín (lúc này lực từ sẽ lớn hơn phản lực của lò xo).

Contactor bắt đầu trạng thái hoạt động. Nhờ bộ phận liên động về cơ giữa lõi từ di động và hệ thống tiếp điểm sẽ làm cho tiếp điểm chính đóng lại và tiếp điểm phụ chuyển đổi trạng thái (khi thường đóng sẽ mở ra và khi thường hở sẽ đóng lại), trạng thái này sẽ được duy trì. Khi nguồn điện ngưng cấp cho cuộn dây thì contactor ở trạng thái nghỉ và các tiếp điểm lại trở về trạng thái ban đầu.

Thông số cơ bản của Contactor

- Theo nguyên lý truyền động: có nhiều contactor theo nguyên lý truyền động như là kiểu hơi ép, kiểu thủy lực nhưng contactor theo kiểu điện từ được sự dụng rộng rãi hơn vì dễ dàng ứng dụng hơn.

- Theo dạng dòng điện: Contactor chia ra hai dạng cụ thể là dạng hoạt động trong dòng điện một chiều còn dạng còn lại sử dụng trong dòng điện xoay chiều.

- Theo kết cấu: Kết cấu của contactor đa dạng như chiều cao khác nhau dùng để lắp ở gầm xe hay là chúng có chiều rộng lớn được lắp vào các buồng tàu điện chẳng hạn. Cũng dựa vào kết cấu mà người dùng dễ dàng trong vấn đề chọn lựa hơn.

- Theo dòng điện định mức: thường contactor sẽ dùng từ 9A cho đến 800A hoặc là lớn hơn.

- Theo số cực: Contactor có rất nhiều cực từ 1 đến 4 cực nhưng đa phần người tiêu dùng chọn loại có 3 cực nhiều hơn.

- Theo cấp điện áp: Chia ra làm hai điện áp chính đó là trung thế và hạ thế, ở cả hai điện áp này contactor đều hoạt động tốt.

- Theo điện áp cuộn hút: Các cuộn hút bên trong thiết bị khác nhau tùy theo mục đích người dùng ra sao mà chọn lựa loại có điện áp cuộn hút phù hợp.

- Theo chức năng: Sử dụng với tụ bù hay là sử dụng trong động cơ, nhà sản xuất cho ra đời khởi động từ - contactor để chúng kết hợp cùng các thiết bị khác để cho các hệ thống điện trở nên an toàn hơn khi người dùng sử dụng. Nhờ chức năng cụ thể mà người dùng có thể dựa vào đó để đưa contactor vào ứng dụng tốt nhất.

Các loại Contactor khác nhau

Công tắc tơ lưỡi dao

Đây là loại contactor truyền thống. Nó sử dụng cần gạt để đóng/mở mạch điện và hoạt động theo cơ chế thủ công. Hiệu quả bảo vệ mạch của loại công tắc tơ này không được đánh giá cao. Thậm chí, nó còn dễ bị ăn mòn các tiếp điểm nhanh trong quá trình sử dụng. Vì vậy, tuổi thọ của loại contactor cũng không cao.

Bộ điều khiển bằng tay

Ưu điểm của loại công tắc tơ này chính là an toàn khi vận hành. Thiết bị có vỏ bọc an toàn; kích thước nhỏ. Ngoài ra, các tiếp điểm được thay thế từ tiếp điểm ngắt đơn sang ngắt kép nên hiệu quả sử dụng cao hơn rất nhiều so với công tắc lưỡi dao. Tuy nhiên, nhược điểm của loại công tắc tơ này chính là hoạt động thủ công nên không thể vận hành từ xa được.

Contactor từ tính

Trong các loại contactor trên thị trường thì đây là loại có khả năng hoạt động tiên tiến nhất. công tắc tơ từ tính hoạt động tự động nên việc điều khiển thiết bị từ xa sẽ dễ dàng hơn rất nhiều. Bên cạnh đó, tính năng làm việc của thiết bị rất vượt trội, độ an toàn cao. Loại contactor (khởi động từ) này không chỉ bảo vệ an toàn cho mạch điện, thiết bị điện mà còn cho cả thợ điện trong quá trình kiểm tra, bảo trì.

2 tiêu chuẩn đánh giá Contactor NEMA và IEC

NEMA và IEC là 2 tiêu chuẩn đánh giá Contactor phổ biến. Liệu đâu mới là tiêu chuẩn cao hơn?

NEMA

Đây là tên viết tắt của hiệp hội các nhà sản xuất điện quốc gia tại Hoa Kỳ. Tổ chức này khuyến khích các nhà sản xuất contactor tiêu chuẩn hóa kích thước khung. Từ đó, người dùng có thể tự chỉ định, lựa chọn và lắp đặt thiết bị mà không gặp nhiều rắc rối. Thực tế thì NEMA chủ yếu được xem là tiêu chuẩn Bắc mỹ.

Điểm nổi bật của contactor NEMA là có điện áp thấp, thường chỉ đạt dưới 1000V. Kích thước công tắc tơ theo tiêu chuẩn này được ký hiệu là 00, 0, 1, 2, 3 đến 9.

IEC

Đây là tên của Ủy ban kỹ thuật điện quốc tế. Thực tế thì contactor sản xuất theo tiêu chuẩn IEC sẽ có kích thước nhỏ hơn so với NEMA. Đồng thời, chi phí của nó cũng rẻ hơn. Chúng chỉ thích hợp để hoạt động trong điều kiện được hiểu rõ.

Do contactor IEC có tiếp điểm với khả năng phản ứng nhanh hơn so với tình trạng quá tải và chịu ngắn mạch tốt nên độ an toàn với người dùng cũng cao hơn nhiều. Vì vậy, thực ra thì không phải là IEC yếu hơn hay NEMA mạnh mẽ hơn và đơn giản chỉ là do sự khác biệt về mặt kích thước của hai tiêu chuẩn công tắc tơ mà thôi.

Các ứng dụng của Contactor (Khởi động từ)

Đa số contactor được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Cụ thể như:

Điều khiển ánh sáng

Các khu điều khiển trung tâm cho hệ thống chiếu sáng được chọn để contactor ứng dụng. Các contactor chốt với 2 cuộn dây được dụng để giảm tình trạng tiêu thụ điện năng ở cuộn dây. Trong đó, 1 cuộn sẽ được cấp điện chốc lát và đóng các tiếp điểm các mạch nguồn. Cuộn thứ hai sẽ thực hiện công việc mở các tiếp điểm.

Bộ khởi động động cơ điện

Contactor cũng được sử dụng với vai trò như một bộ khởi động từ tính. Nó đảm nhận việc cung cấp năng lượng cho các động cơ điện hoạt động. Bên cạnh đó, trong ứng dụng này, công tắc tơ sẽ giúp bảo vệ ngắt điện khi có sự cố quá tải hay điện áp thấp.

Có thể hiểu contactor (Khởi động từ) như một loại rơ le rất đặc biệt. Mỗi loại sẽ có khả năng ứng dụng khác nhau tùy theo thiết kế, tính năng, kích thước. Thông thường, công tắc tơ tiêu chuẩn IEC nhỏ hơn so với NEMA nhưng chất lượng sử dụng lại không hề kém cạnh.

Điều quan trọng mà người dùng cần chú ý khi lựa chọn contactor chính là tìm được nhà cung cấp chất lượng. Đây là điều rất quan trọng, Bởi ở đây, bạn sẽ được tư vấn để chọn được loại công tắc tơ phù hợp với nhu cầu sử dụng. Đồng thời, sản phẩm được cung cấp cũng có chất lượng tốt, có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng. Ngoài ra, bảng giá tại các địa chỉ uy tín cũng sẽ hợp lý và ưu đãi hơn so với những đơn vị bán hàng nhỏ lẻ hay không có thương hiệu. 

Đặc điểm, phân loại Contactor