Contactor Là Gì? Cấu Tạo, Nguyên Lý Và Ứng Dụng Của Contactor

Công tắc tơ là một trong những thành phần chính của mạch điện dùng để chuyển mạch vĩnh viễn các mạch động lực. Công tắc tơ được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điều khiển như động cơ, máy biến áp, lò sưởi và hệ thống chiếu sáng. thông qua công tắc. Vậy công tắc tơ hoạt động như thế nào? Hãy cùng anthome tìm hiểu kỹ hơn contactor là gì và tầm quan trọng của contactor nhé!

Công tắc tơ là gì?

Công tắc tơ (khởi động từ) là một thiết bị chuyển mạch điện bằng cơ cấu điện từ. Công tắc tơ tương tự như rơ le điện từ nhưng công tắc tơ có thể mang dòng điện cao đến 12500A. Chúng không bảo vệ dòng điện khỏi ngắn mạch hoặc quá tải, nhưng chúng có thể cắt dòng điện nếu các cuộn dây bị đoản mạch.

Bài viết liên quan: Transistor là gì?

2. Ký hiệu công tắc tơ

Mỗi quốc gia và khu vực sẽ có một biểu tượng khác nhau. Ký hiệu công tắc tơ bao gồm ký hiệu cuộn dây, ký hiệu tiếp điểm thường đóng và ký hiệu tiếp điểm thường mở. Vui lòng tham khảo hình ảnh bên dưới:

3. Cấu tạo công tắc tơ

Công tắc tơ có 3 bộ phận chính:

• Nam châm điện: Nam châm điện bao gồm một cuộn dây để tạo ra lực hút của nam châm, một lõi sắt và một lò xo để đẩy nắp trở lại vị trí ban đầu. Đầu vào của cuộn dây điện từ có thể là AC hoặc DC. Dòng điện này đến từ mạch điều khiển của công tắc tơ và giúp cung cấp năng lượng cho lõi điện từ. Đối với dòng điện xoay chiều (ac), cuộn dây điện từ được làm bằng sắt rèn để giảm tổn thất do dòng điện xoáy. Đối với dòng điện một chiều (dc), lõi điện từ được làm bằng thép đặc vì chúng không bị ảnh hưởng bởi dòng điện xoáy.
• Bộ ngắt: Hồ quang xảy ra khi chuyển mạch, gây ra đoản mạch hoặc hỏa hoạn, do đó cần có hệ thống dập hồ quang để bảo vệ mạch điện. Chúng có thể được làm từ nhiều loại vật liệu như Nylon 6, Bakelite hoặc nhựa nhiệt rắn.
• Hệ thống tiếp điểm: Chức năng chính của thành phần này là mang dòng điện đến các điểm khác nhau trong mạch. Hệ thống tiếp điểm gồm có tiếp điểm chính và tiếp điểm phụ. Tiếp điểm chính có thể truyền dòng điện lớn và tiếp điểm phụ có thể truyền dòng điện nhỏ hơn 5A. Ngoài ra ta có 2 vạch trạng thái tiếp điểm là tiếp điểm thường đóng và tiếp điểm thường mở. Tiếp điểm thường đóng nghĩa là cuộn dây điện từ trong công tắc tơ ở trạng thái tĩnh và không cấp điện. Ngược lại, khi công tắc tơ hoạt động, chúng ta sẽ mở các tiếp điểm.

Một công tắc tơ bao gồm hai lõi sắt, trong đó một lõi được cố định và lõi còn lại chứa cuộn dây chuyển động. Công tắc tơ có 6 tiếp điểm, trong đó có 3 tiếp điểm cố định và 3 tiếp điểm di động. Các tiếp điểm được làm bằng hợp kim đặc biệt có thể chịu được dòng khởi động cao và nhiệt độ cao. Ngoài ra, họ đặt một lò xo giữa cuộn dây và lõi sắt di động có chứa các tiếp điểm phụ. Các tiếp điểm phụ này có hai loại, thường mở và thường đóng.

Tiếp điểm thường đóng có hai tiếp điểm được nối với nhau tạo thành một mạch kín, thuận tiện cho dòng điện tải đi qua. Ngược lại, tiếp điểm thường hở là tiếp điểm không có điểm nối đất chung, gây hở mạch làm đứt mạch.

4. Các thông số cơ bản của công tắc tơ

Công tắc tơ chứa các thông số cần chú ý sau:

• Dòng điện định mức (udm): Đây là thông số dòng điện chạy qua hệ thống tiếp điểm chính của công tắc tơ khi đóng mạch. Giá trị này giúp ngăn mạch chính của công tắc tơ quá nóng.
• Định mức điện áp (idm): Đây là thông số liên quan đến điện áp đặt trên mạch dẫn chính của công tắc tơ.
• khả năng đóng công tắc tơ: Được đánh giá bằng giá trị hiện tại mà công tắc tơ có thể đóng thành công. Thông thường, giá trị của chúng gấp 1-7 lần giá trị dòng điện định mức.
• Khả năng cắt của công tắc tơ: Được định mức cho giá trị dòng điện cắt mà tại đó công tắc tơ có thể bị ngắt khỏi mạch. Thông thường, giá trị của chúng gấp 1-10 lần giá trị dòng điện định mức.
• Độ bền cơ học: Đây là số lần hệ thống tiếp điểm của công tắc tơ có thể chuyển đổi khi không có dòng điện chạy qua. Nếu vượt quá số lượng công tắc, điểm sẽ bị hỏng. Các loại contactor thường có độ bền cơ học từ 5 triệu đến 10 chu kỳ đóng cắt.
• độ bền điện: Đây là thông số về số lần dòng điện định mức được tạo và ngắt. Loại công tắc tơ thường có tuổi thọ điện từ 200.000 đến 1 triệu chu kỳ chuyển mạch.

5. Nguyên lý làm việc của công tắc tơ

Nguyên lý hoạt động của contactor tương đối đơn giản. Dòng điện chạy qua công tắc tơ kích hoạt nam châm điện. Khi đó, nam châm điện sẽ sinh ra từ trường giúp hút lõi chuyển động, tạo thành mạch từ khép kín. Khi lõi từ chuyển động được khóa liên động với hệ thống tiếp điểm, các tiếp điểm chính được đóng lại và các tiếp điểm phụ chuyển trạng thái. Đối với các tiếp điểm thường đóng sẽ mở và đối với các tiếp điểm thường mở sẽ đóng. Vì công tắc tơ được thiết kế để đóng/mở nhanh chóng nên chúng có thể xử lý các tải nặng.

Dòng điện đầu vào của công tắc tơ có thể là dòng điện một chiều (dc) hoặc xoay chiều (ac). Khi sử dụng dòng điện xoay chiều, công tắc tơ được trang bị cuộn dây che chắn, nếu không sẽ tạo ra nhiễu mạnh mỗi khi dòng điện xoay chiều thay đổi hướng dòng điện. Dòng điện một chiều không bị ảnh hưởng vì dòng điện từ luôn cố định.

Tìm hiểu thêm: Điện 1 pha khác điện 3 pha như thế nào?

Có những loại công tắc tơ nào?

Các loại công tắc tơ sau đây hiện đang có trên thị trường:

1. Công tắc tơ điện từ

Đây là loại công tắc tơ phổ biến nhất và hiệu quả nhất. Công tắc tơ hoạt động dựa trên nguyên lý điện từ mà không cần sự can thiệp của con người. Với công nghệ tiên tiến hiện nay, công tắc từ có thể được điều khiển từ xa, giúp đảm bảo an toàn tốt hơn. Công tắc tơ từ tính chỉ cần một lượng nhỏ năng lượng để mở/đóng, vì vậy chúng tiết kiệm năng lượng.

2. công tắc lưỡi

Công tắc lưỡi dao là một công tắc tơ đời đầu, được giới thiệu vào đầu những năm 1800. Nó được sử dụng để điều khiển động cơ. Công tắc lưỡi bao gồm một dải kim loại được sử dụng để ngắt hoặc kết nối dòng điện. Phải luôn có người đứng cạnh công tắc lưỡi cắt để kéo tấm kim loại lên hoặc xuống. Vì phương pháp này không an toàn nên nó không còn được sử dụng.

3. Công tắc tơ thủ công

Công tắc tơ thủ công được phát minh sau khi công tắc lưỡi cắt được phát hiện là quá nguy hiểm. Một số tính năng cải tiến của công tắc tơ thủ công là:

• Làm việc an toàn hơn.
• Chúng được bọc cẩn thận để bảo vệ khỏi các tác động bên ngoài.
• Công tắc tơ này có kích thước nhỏ gọn hơn.
• Chúng vẫn yêu cầu điều khiển thủ công.

Cách phân loại công tắc tơ và ứng dụng trong đời sống hàng ngày

Sau đây là cập nhật tổng hợp về phân loại, ưu nhược điểm và ứng dụng trong đời sống của contactor.

1. Danh mục

Có nhiều cách để phân loại công tắc tơ. Dưới đây là một số phương pháp cơ bản:

<3 được sử dụng phổ biến nhất.

• Danh mục theo dòng điện: Theo danh mục này, chúng tôi có công tắc tơ DC và công tắc tơ AC.
• Sắp xếp theo Kết cấu: Công tắc tơ có nhiều kết cấu khác nhau và có thể được sử dụng khi chiều cao hoặc chiều rộng bị hạn chế.
• Được phân loại theo xếp hạng hiện tại: Có các công tắc tơ có xếp hạng 9a, 12a, 18a, .. và thậm chí 800a hoặc cao hơn.
• Phân loại theo số cực: Có công tắc tơ 1 pha, 2 pha, 3 pha, 4 pha nhưng phổ biến nhất là công tắc tơ 3 pha.
• Phân loại theo cấp điện áp: Có 2 loại contactor trung thế và contactor hạ thế.
• Phân loại theo điện áp vòng hút: vòng hút có các loại AC 200vac, 380vac, .. và DC 24vdc, 48vdc, ..
• Được phân loại theo chức năng chuyên dụng: Một số nhà sản xuất chế tạo công tắc tơ chuyên dụng cho các ứng dụng cụ thể, chẳng hạn như công tắc tơ của tụ điện Schneider.

2. Sự khác biệt giữa công tắc tơ AC và công tắc tơ DC

Có 5 điểm khác biệt chính giữa công tắc tơ AC và công tắc tơ DC:

• Lõi nam châm điện của công tắc tơ AC được làm bằng thép silic nhiều lớp và nam châm điện của công tắc tơ DC được làm bằng thép cacbon thấp.
• Lõi nam châm điện của công tắc tơ AC có hình chữ e và lõi nam châm điện của công tắc tơ DC có hình chữ U.
• Công tắc tơ AC có chức năng ngắn mạch để giảm độ rung và tiếng ồn của nam châm điện. Mặt khác, công tắc tơ DC không được cung cấp cùng với bộ phận này.
• Công tắc tơ AC có dòng điện tăng đột biến với tần suất tối đa là 600 lần/giờ. DC contactor 1200 lần/giờ.
• Công tắc tơ DC sử dụng bộ ngắt từ tính và công tắc tơ AC sử dụng bộ ngắt lưới.

3. Ưu điểm của công tắc tơ

Công tắc tơ có những ưu điểm sau:

• Giúp đóng/ngắt mạch nhanh chóng.
• Có sẵn cho cả AC và DC.
• Cấu trúc đơn giản và hoạt động đơn giản.

4. Nhược điểm của công tắc tơ

Công tắc tơ có những nhược điểm sau:

• Khi không có từ trường, cuộn dây có thể bị cháy.
• Các thành phần dễ bị hao mòn khi tiếp xúc với độ ẩm.

5. Sử dụng công tắc tơ

Công tắc tơ có các ứng dụng phổ biến sau:

Công tắc tơ được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp tự động hóa hiện nay, kể cả dân dụng và công nghiệp.

Chúng tôi có thể phân loại ứng dụng theo loại liên hệ:

• Công tắc tơ điều khiển động cơ: Cung cấp năng lượng để khởi động động cơ. Công tắc tơ thường được sử dụng kết hợp với rơ le nhiệt để bảo vệ động cơ khỏi tình trạng quá tải.
• Công tắc tơ khởi động sao-tam giác: thay đổi chế độ hoạt động của động cơ từ sơ đồ sao khi khởi động sang sơ đồ tam giác khi động cơ chạy ổn định, nhằm giảm dòng khởi động
• Công tắc tơ điều khiển tụ điện: Chuyển tụ điện vào lưới để bù công suất phản kháng. Chúng được sử dụng trong các hệ thống bù tự động được điều khiển bởi bộ điều khiển tụ bù để đảm bảo chuyển đổi cấp độ tụ bù theo phụ tải.
• Công tắc tơ điều khiển hệ thống chiếu sáng: Tắt nguồn để bật/tắt đèn vào những thời điểm xác định.

Câu hỏi thường gặp về liên hệ

Câu hỏi: