Contactor Là Gì? Cấu Tạo Và Ứng Dụng Của Contactor
Contactor là gì?
Contactor (Công tắc tơ) còn gọi là khởi động từ, là khí cụ điện hạ áp, thực hiện việc đóng cắt thường xuyên các mạch điện động lực, đóng cắt dòng lớn.
Contactor là thiết bị điện đặc biệt quan trọng trong hệ thống điện điều khiển. Một số ứng dụng phổ biến dùng Contactor có thể kể đến như điều khiển động cơ, tụ bù, hệ thống chiếu sáng,… thông qua nút nhấn, PLC, chế độ tự động hoặc điều khiển từ xa.
Contactor là gì? Cấu tạo và ứng dụng của Contactor
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.
Cấu tạo của Contactor
Như vậy chúng ta vừa tìm hiểu về định nghĩa Contactor là gì? Trong phần này chúng ta tiếp tục tìm hiểu về cấu tạo của Contactor, bao gồm 3 bộ phận chính:
1. Nam châm điện: gồm có các chi tiết: Cuộn dây dùng tạo ra lực hút nam châm; lõi sắt; lò xo tác dụng đẩy phần nắp trở về vị trí ban đầu.
2. Hệ thống dập hồ quang: Khi chuyển mạch, hồ quang điện sẽ xuất hiện làm các tiếp điểm bị cháy và mòn dần, vì vậy cần hệ thống dập hồ quang.
3. Hệ thống tiếp điểm: gồm có tiếp điểm chính và tiếp điểm phụ
+ Tiếp điểm chính: Có khả năng cho dòng điện lớn đi qua. Tiếp điểm chính là tiếp điểm thường hở đóng lại khi cấp nguồn vào mạch từ của contactor trong tủ điện làm mạch từ hút lại.
+ 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.
Tiếp điểm thường đóng là loại tiếp điểm ở trạng thái đóng (có liên lạc với nhau giữa hai tiếp điểm) khi cuộn dây nam châm trong contactor ở trạng thái nghỉ (không được cung cấp điện). Tiếp điểm này mở ra khi contactor ở trạng thái hoạt động. Ngược lại là tiếp điểm thường mở.
Như vậy, hệ thống tiếp điểm chính thường được lắp trong mạch điện động lực, còn các tiếp điểm phụ sẽ lắp trong hệ thống mạch điều khiển của Contactor.
Nguyên lý hoạt động của Contactor
Contactor là gì? Cấu tạo của Contactor (Khởi động từ)
Khi cấp nguồn trong mạch điện điều khiển bằng với giá trị điện áp định mức của Contactor (Thường là 220VAC hoặc 380VAC) vào hai đầu cuộn dây (Ký hiệu A1, A2) 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.
Các thông số cơ bản của Contactor
– Dòng điện định mức: Là dòng điện chảy qua hệ thống tiếp điểm chính của contactor khi đóng mạch điện phụ tải. Với giá trị này của dòng điện, mạch dẫn điện chính của contactor không bị phát nóng quá giới hạn cho phép.
– Điện áp định mức: Là điện áp đặt trên hai cực của mạch dẫn điện chính của contactor.
– Khả năng đóng của contactor: Được đánh giá bằng giá trị dòng điện mà contactor có thể đóng thành công. Thường thì giá trị này bằng từ 1 đến 7 lần giá trị dòng điện định mức.
– Khả năng ngắt của contactor: Được đánh giá bằng giá trị dòng điện ngắt, mà ở giá trị đó, contactor có thể tác động ngắt thành công khỏi mạch điện. Thường giá trị này bằng từ 1 đến 10 lần dòng điện định mức.
– Độ bền cơ: Là số lần đóng ngắt khi không có dòng điện chảy qua hệ thống tiếp điểm của contactor. Vượt quá số lần đóng ngắt đó, các tiếp điểm xem như bị hư hỏng, không còn sử dụng được nữa. Các loại contactor thường có độ bền cơ từ 5 triệu đến 10 triệu lần đóng ngắt.
– Độ bền điện: Là số lần đóng ngắt dòng điện định mức. Contactor loại thường có độ bền điện vào khoảng 200.000 đến 1 triệu lần đóng ngắt.
Ưu điểm của Contactor là gì?
Kích thước nhỏ gọn, có thể tận dụng khoảng không gian hẹp để lắp đặt và thao tác mà cầu dao không thực hiện được.
Điều khiển đóng cắt từ xa có vỏ ngăn hồ quang phóng ra bên ngoài nên an toàn tuyệt đối cho người thao tác với hệ thống điện, thời gian đóng cắt nhanh, độ bền cao, hoạt động ổn định,…
Vì những ưu điểm trên contactor được sử dụng rộng rãi để điều khiển đóng cắt trong mạch điện hạ áp đặc biệt sử dụng nhiều trong các nhà máy công nghiệp.
Ứng dụng của Contactor là gì?
Contactor là thiết bị điều khiển để đóng ngắt nguồn cấp cho thiết bị do đó được sử dụng rất phổ biến trong hệ thống điện.
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 có độ ổn định cao, dễ sửa chữa.
Contactor kết hợp với Rơ le nhiệt điều khiển động cơ
Trong ngành tự động hóa ngày nay đòi hỏi xử lý những công việc có tính chất phức tạp và khó khăn cần phải có sự can thiệp của bộ xử lý nên phương pháp cơ điện tử ra đời để đáp ứng được những quy trình sản xuất tiên tiến. Contactor vẫn là thiết bị được sử dụng nhiều trong công nghiệp và cả dân dụng:
– Contactor điều khiển động cơ: cấp nguồn cho động cơ khởi động trực tiếp. Contactor được dùng kết hợp với Rơ le nhiệt để bảo vệ quá tải cho động cơ.
– Contactor khởi động sao – tam giác: thay đổi chế độ hoạt động của động cơ từ sơ đồ hình sao khi khởi động sang sơ đồ tam giác khi động cơ đã vận hành ổn định, mục đích để giảm dòng khởi động.
– Contactor điều khiển tụ bù: đóng ngắt các tụ bù vào lưới điện để bù công suất phản kháng. Contactor 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.
– Contactor điều khiển đèn chiếu sáng: có thể điều khiển contactor bằng rơ le thời gian hoặc PLC để đóng cắt điện cấp cho đèn chiếu sáng để bật/tắt đèn theo giờ quy định.
– Contactor kết hợp bảo vệ pha: Tiếp điểm cảnh báo của Rơ le bảo vệ pha (mất pha, quá áp, thấp áp, lệch pha, mất trung tính,…) kết nối với cuộn hút của Contactor cho phép ngắt contactor khi gặp các sự cố về pha. Khi contactor nhả ra thì hệ thống/thiết bị đằng sau sẽ mất nguồn điện phải dừng hoạt động do đó bảo vệ an toàn cho thiết bị.
Cách chọn Contactor
Lựa chọn contactor cho động cơ:
Để lựa chọn Contactor phù hợp cho động cơ ta phải dựa vào những thông số cơ bản như Uđm, P, Cosphi
– Iđm = Itt x 2
– Iccb = Iđm x 2
– Ict = (1.2 – 1.5) x Iđm
| Áp dụng vào một ví dụ cụ thể sau:
Tải động cơ 3P, 380V, 3KW, tính toán dòng định mức theo công thức như sau:
Iđm = P / (1.73 x 380 x 0.85) ở đây hệ số cosphi là 0.85.
Ta tính được: Iđm = 3000 / (1.73 x 380 x 0.85) = 5.4 A
Ict = (1.2 – 1.4) Iđm.
Ta tính được: Ict = 1.4 x 5.4 = 7.56A
Nên chọn Contactor 3 pha có dòng lớn hơn dòng tính toán.
Có thể chọn Contactor 3 pha của LS (MC-9b), Contactor Mitsubishi (S-T10), Contactor Schneider (LC1D09),…
Chọn contactor cho động cơ phải lưu ý đến điện áp cuộn hút và tiếp điểm phụ.
Lựa chọn contactor cho tụ bù
Để lựa chọn Contactor phù hợp cho tụ bù ta phải dựa vào dòng điện định mức của tụ bù.
Ví dụ tụ 3 pha 415V 50kVAr có dòng định mức 69.6A.
Chọn contactor lớn hơn từ 1.2 lần dòng định mức của tụ = 6.9.6A x 1.2 = 83.52A.
Có thể chọn contactor 3 pha 85A của LS (MC-85a), 3 pha 100A của Mitsubishi (S-T100),…
Chọn contactor dòng cao thì tốt hơn nhưng chi phí sẽ cao hơn, kích thước lớn hơn sẽ mất nhiều không gian lắp đặt.
Ngoài ra phải lưu ý điện áp cuộn hút, Contactor dùng cho tụ bù có thể dùng 2 loại cuộn hút 220VAC hoặc 380VAC, dùng nhiều nhất là loại Contactor cuộn hút 220VAC.
Như vậy, chúng ta vừa cùng nhau tìm hiểu Contactor Là Gì? Cấu Tạo và Ứng Dụng Của Contactor? Hy vọng với những kiến thức này sẽ giúp bạn nắm được các kiến thức về Contactor để ứng dụng cho công việc và học tập của mình.
| Liên hệ với chúng tôi:
TRUNG TÂM TỰ ĐỘNG HÓA CÔNG NGHIỆP PLCTECH
Hà Nội: Số 11 Ngõ 2E Dịch Vọng – Cầu Giấy
HCM: 97 Đường Số 3 – Hiệp Bình Phước – TP. Thủ Đức
SĐT/Zalo: 0987 635 127
Website: https://plctech.com.vn/
Fanpage: https://www.facebook.com/PLCTechHN
Email: plctech.daotao@gmail.com