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 hoàn toàn có thể thực thi nhờ cơ cấu tổ chức điện từ, cơ cấu tổ chức khí động hoặc cơ cấu tổ chức thủy lực. Nhưng thông dụng nhất là những loại contactor điện từ. Trong bài viết này sẽ chỉ đề cập đến contactor đóng ngắt theo chính sách điện từ .
2- Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Contactor
Contactor bao gồm 3 bộ phận chính:
* Nam châm điện : gồm có những chi tiết cụ thể : Cuộn dây dùng tạo ra lực hút nam châm từ ; Lõi sắt ; Lò xo tính năng đẩy phần nắp quay trở lại vị trí bắt đầu .
* Hệ thống dập hồ quang : Khi chuyển mạch, hồ quang điện sẽ Open làm những tiếp điểm bị cháy và mòn dần, vì thế cần mạng lưới hệ thống dập hồ quang .
* Hệ thống tiếp điểm : gồm có tiếp điểm chính và tiếp điểm phụ
• Tiếp điểm chính : Có năng lực 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 năng lực cho dòng điện đi qua những 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 hút trong contactor ở trạng thái nghỉ ( không được cung ứng điện ). Tiếp điểm này mở ra khi contactor ở trạng thái hoạt động giải trí. Ngược lại là tiếp điểm thường mở .
Như vậy, mạng lưới hệ thống tiếp điểm chính thường được lắp trong mạch điện động lực, còn những tiếp điểm phụ sẽ lắp trong mạng lưới hệ thống mạch tinh chỉnh và điều khiển của Contactor .
Nguyên lý hoạt động giải trí của contactor như sau : Khi cấp nguồn trong mạch điện điều khiển và tinh chỉnh bằng với giá trị điện áp định mức của Contactor vào hai đầu cuộn dây quấn trên phần lõi từ đã được cố định và thắt chặt 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 khởi đầu trạng thái hoạt động giải trí .
Nhờ bộ phận liên động về cơ giữa lõi từ di động và mạng lưới hệ thống tiếp điểm sẽ làm cho tiếp điểm chính đóng lại và tiếp điểm phụ quy 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 những tiếp điểm lại quay trở lại trạng thái khởi đầu .
3- Thông số cơ bản của Contactor
- Dòng điện định mức : Là dòng điện chảy qua mạng lưới 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 số lượng giới hạn được 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 nhìn nhận bằng giá trị dòng điện mà contactor hoàn toàn có thể đóng thành công xuất sắc. Thường thì giá trị này bằng từ 1 đến 7 lần giá trị dòng điện định mức .
- Khả năng ngắt của contactor : Được nhìn nhận bằng giá trị dòng điện ngắt, mà ở giá trị đó, contactor hoàn toàn có thể ảnh hưởng tác động ngắt thành công xuất sắc 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 mạng lưới hệ thống tiếp điểm của contactor. Vượt quá số lần đóng ngắt đó, những 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 chừng 200.000 đến 1 triệu lần đóng ngắt .
4- Phân loại Contactor
- Có nhiều cách phân loại contactor :
- Theo nguyên tắc truyền động : Ta có contactor kiểu điện từ, kiểu hơi ép, kiểu thủy lực, … Thường thì ta gặp contactor kiểu điện từ .
- Theo dạng dòng điện : Contactor điện một chiều và contactor điện xoay chiều .
- Theo cấu trúc : Người ta phân contactor dùng ở nơi hạn chế độ 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 công dụng chuyên sử dụng : Một số hãng sản xuất contactor chuyên sử dụng cho một ứng dụng đặc trưng ví dụ contactor chuyên dùng cho tụ bù của hãng Schneider, …
5 – Ưu điểm của Contactor
Kích thước nhỏ gọn hoàn toàn có thể tận dụng khoảng chừng khoảng trống hẹp để lắp ráp và thao tác mà cầu dao không thực thi được. Điều khiển đóng cắt từ xa có vỏ ngăn hồ quang phóng ra bên ngoài nên bảo đảm an toàn tuyệt đối cho người thao tác với mạng lưới hệ thống điện, thời hạn đóng cắt nhanh, độ bền cao, hoạt động giải trí không thay đổi, … vì những ưu điểm trên contactor được sử dụng thoáng đãng để điều khiển và tinh chỉnh đóng cắt trong mạch điện hạ áp đặc biệt quan trọng sử dụng nhiều trong những nhà máy sản xuất công nghiệp .
6 – Ứng dụng của Contactor
Contactor là thiết bị tinh chỉnh và điều khiển để đóng ngắt nguồn cấp cho thiết bị do đó được sử dụng rất phổ cập trong mạng lưới hệ thống điện .
Trong công nghiệp Contactor được sử dụng để tinh chỉnh và điều khiển quản lý và vận hành những động cơ hay thiết bị điện để bảo đảm an toàn khi quản lý và vận hành. Đây là một giải pháp tự động hóa bằng giải pháp cơ điện. Phương pháp này không giải quyết và xử lý những quy trình phức tạp nhưng nó đơn thuần và có độ không thay đổi cao, dễ sửa chữa thay thế .
Contactor là thiết bị được sử dụng nhiều trong công nghiệp và cả gia dụng :
- Contactor tinh chỉnh và điều khiển động cơ : cấp nguồn cho động cơ khởi động trực tiếp. Contactor được dùng phối hợp với Rơ le nhiệt để bảo vệ quá tải cho động cơ .
- Contactor khởi động sao – tam giác : biến hóa chính sách hoạt động giải trí của động cơ từ sơ đồ hình sao khi khởi động sang sơ đồ tam giác khi động cơ đã quản lý và vận hành không thay đổi, mục tiêu để giảm dòng khởi động .
- Contactor điều khiển và tinh chỉnh tụ bù : đóng ngắt những tụ bù vào lưới điện để bù hiệu suất phản kháng. Contactor được dùng trong mạng lưới hệ thống bù tự động hóa được tinh chỉnh và điều khiển bằng bộ tinh chỉnh và điều khiển tụ bù bảo vệ đóng cắt những cấp tụ tương thích với tải .
- Contactor điều khiển và tinh chỉnh đèn chiếu sáng : hoàn toàn có thể điều khiển và tinh chỉnh contactor bằng rơ le thời hạn hoặc PLC để đóng cắt điện cấp cho đèn chiếu sáng để bật / tắt đèn theo giờ pháp luật .
7- Cách chọn Contactor
Lựa chọn contactor cho động cơ:
Để lựa chọn Contactor tương thích cho động cơ ta phải dựa vào những thông số kỹ thuật cơ bản như Uđm, P., Cosphi
– Iđm = Itt x 2
– Iccb = Iđm x 2
– Ict = ( 1.2 – 1.5 ) x Iđm
Ta giám sát trong ví dụ đơn cử như sau :
Tải động cơ 3P, 380V, 3KW, đo lường và thống kê dòng định mức theo công thức như sau :
Iđm = P. / ( 1.73 x 380 x 0.85 ) ở đây thông 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 = 7.56 A
Nên chọn Contactor có dòng lớn hơn dòng thống kê giám sát .
Có thể chọn contactor 9A của LS ( MC-9b ), Tập đoàn Mitsubishi ( S-T10 ), …
Chọn contactor cho động cơ phải chú ý quan tâm đến điện áp cuộn hút và tiếp điểm phụ .
Lựa chọn contactor cho tụ bù:
Để lựa chọn Contactor tương thích cho tụ bù ta phải dựa vào dòng điện định mức của tụ bù .
Ví dụ tụ 3 pha 415V 50 kVAr có dòng định mức 69.6 A .
Chọn contactor lớn hơn từ 1.2 lần dòng định mức của tụ = 6.9.6 A x 1.2 = 83.52 A .
Có thể chọn contactor 85A của LS ( MC-85a ), 100A của Tập đoàn Mitsubishi ( S-T100 ), …
Chọn contactor dòng cao thì tốt hơn nhưng ngân sách sẽ cao hơn, kích cỡ lớn hơn sẽ mất nhiều khoảng trống lắp ráp .
Ngoài ra phải chú ý quan tâm điện áp cuộn hút, Contactor dùng cho tụ bù hoàn toàn có thể dùng 2 loại cuộn hút 220VAC hoặc 380VAC, dùng nhiều nhất là loại Contactor cuộn hút 220VAC .
II – Cấu tạo và nguyên lý làm việc của rơ le nhiệt
1- Rơ le nhiệt là gì?
Rơ le nhiệt (hay còn gọi là Relay nhiệt) là một loại thiết bị điện dùng để bảo vệ động cơ và mạch điện khỏi bị quá tải, thường dùng kèm với Contactor (Khởi động từ). Rơ le nhiệt có chức năng tự động đóng cắt tiếp điểm nhờ sự co dãn vì nhiệt của các thanh kim loại.
2- Cấu tạo rơ le nhiệt
Chú thích :
1. Đòn bẩy
2. Tiếp điểm thường đóng ( NC )
3. Tiếp điểm thường mở ( NO )
4. Vít chỉnh dòng điện ảnh hưởng tác động
5. Thanh lưỡng kim
6. Dây đốt nóng
7. Cần gạt
8. Nút hồi sinh ( Reset )
Cấu tạo rơ le nhiệt của hãng ABB
ví dụ :
Rơ le nhiệt gồm có 1 tiếp điểm NC ( tiếp điểm thường đóng ) và 1 tiếp điểm NO ( tiếp điểm thường mở ) .
– Tiếp điểm NC : khi quá tải tiếp điểm NC sẽ mở, tiếp điểm NC được mắc tiếp nối đuôi nhau với mạch điều khiển và tinh chỉnh ( cuộn hút contactor ) .
– Tiếp điểm NO : khi quá tải tiếp điểm NO sẽ đóng, thường dùng để liên kết với đèn hay còi báo động khi có sự cố xảy ra .
3- Nguyên lý làm việc của rơ le nhiệt
Phần tử cơ bản của rơ le nhiệt là phiến sắt kẽm kim loại kép ( bimetal ) cấu trúc từ hai tấm sắt kẽm kim loại, một tấm thông số co và giãn bé ( thường dùng invar có 36 % Ni, 64 % Fe ) một tấm thông số co và giãn lớn ( thường là đồng thau hay thép crôm – niken, như đồng thau co và giãn gấp 20 lần invar ). Hai phiến ghép lại với nhau thành một tấm bằng giải pháp cán nóng hoặc hàn .
Khi đốt nóng do dòng điện, phiến sắt kẽm kim loại kép uốn về phía sắt kẽm kim loại có thông số co và giãn nhỏ hơn, hoàn toàn có thể dùng trực tiếp cho dòng điện qua hoặc dây điện trở bao quanh. Để độ uốn cong lớn nhu yếu phiến sắt kẽm kim loại phải có chiều dài lớn và mỏng mảnh. Nếu cần lực tăng nhanh thì sản xuất tấm phiến rộng, dày và ngắn .
4- Cách chọn rơ le nhiệt
Rơ le nhiệt dùng để bảo vệ quá tải cho động cơ, do đó khi chọn rơ le nhiệt cần phải chọn loại tương thích với động cơ thì mới có tính năng bảo vệ. Nhiều trường hợp người dùng chọn rơ le nhiệt theo dòng của contactor hoặc aptomat là không đúng dẫn tới động cơ bị cháy khi quá tải .
Ví dụ : động cơ 3 pha 380V 15 kW có dải hoạt động giải trí 22-34 A. Nếu chọn rơ le nhiệt của hãng Tập đoàn Mitsubishi thì chọn TH-T50 35A ( 30-40 A ). Trong khi đó hoàn toàn có thể chọn contactor và aptomat từ 40A hoặc cao hơn .
Chúc những bạn thành công xuất sắc !
Bạn gặp khó khăn trong Tính toán thiết kế tủ điện .Hãy đăng ký học thử miễn phí 01 buổi cùng các chuyên gia của chúng tôi. Chúng tôi sẽ giúp bạn
Hãy san sẻ, nếu bạn cảm thấy bài viết có ích cho bè bạn !
