Contactor - khởi động từ là một thiết bị quan trọng. Nó được sử dụng rộng rãi trong hệ thống điều khiển điện trong công nghiệp và cả đời sống hằng ngày. Nên thu hút được sự quan tâm của nhiều người. Vậy chức năng của nó là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Contactor như thế nào?... Câu trả lời sẽ được bật mí ngay trong nội dung bài viết dưới đây.

1. Contactor khởi động từ là gì? Chức năng như thế nào?

Contactor là tên tiếng Anh của công tắc tơ hay còn được gọi là khởi động từ. Đây là một khí cụ điện hạ áp, thực hiện việc đóng cắt mạch điện động lực, điều khiển từ xa. Contactor được biết đến là thiết bị điện đặc biệt quan trọng trong hệ thống điện. Nhờ có nó, chúng ta có thể điều khiển các thiết bị như động cơ, tụ bù, hệ thống chiếu sáng,... chỉ đơn giản thông qua nút nhấn, chế độ tự động hoặc điều khiển từ xa.

Thực hiện thao tác đóng ngắt của Contactor nhờ cơ cấu điện từ, cơ cấu khí động hoặc cơ cấu thủy lực. Nhưng thường thông dụng nhất là các loại contactor điện từ.

2. Lịch sử hình thành và phát triển của Contactor khởi động từ

Vào những năm 1890, bộ khởi động bằng tay được sử dụng để khởi động máy DC. Các kỹ sư rất khó tách máy khỏi nguồn cung cấp chính. Vào năm 1950, công tắc tơ có mục đích xác định đã phát triển. Kể từ đó, chúng tôi quan sát thấy nhiều thay đổi khác nhau trong thiết kế của công tắc tơ. Ngày nay chúng ta chế tạo được nhiều loại khởi động từ khác nhau với mục đích khác nhau.

Hình ảnh Contactor ngày nay 

- Khởi động từ

Khởi động từ là một thiết bị được thiết kế với mục đích để cấp nguồn cho động cơ điện. Nó bao gồm một contactor là thành phần cốt yếu. Bên cạnh đó, còn có bảo vệ quá dòng cắt nhanh, kém áp, và quá tải.

- Contactor chân không

Contactor chân không sử dụng chai chân không để bao bọc các tiếp điểm và dập hồ quang. Việc dập hồ quang này cho phép thu nhỏ các tiếp điểm hơn. Đồng thời, sử dụng không gian ít hơn so với các tiếp điểm ngắt dùng không khí ở các dòng điện cao hơn. Vì các tiếp điểm được đóng gói nên các contactor chân không được sử dụng khá rộng rãi trong các môi trường ô nhiễm, chẳng hạn như khai thác mỏ.

- Contactor thủy ngân

Contactor thủy ngân, còn được gọi là Contactor dịch chuyển thủy ngân, contactor thủy ngân. Nó là một rơle sử dụng thủy ngân lỏng trong một khoang chứa được làm kín cách điện. Và nó có vai trò như là thành phần đóng cắt.

- Contactor thấm thủy ngân

Contactor thấm thủy ngân là một dạng Contactor, thường là một Contactor lưỡi gà. Trong đó các tiếp điểm được thấm (tẩm) thủy ngân. Chúng không được coi là Contactor bởi vì chúng không dành cho thiết kế có dòng điện lớn hơn 15 ampe.

3. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của Contactor khởi động từ

Cấu tạo

Hình ảnh cấu tạo Contactor

Contactor được chia thành 3 bộ phận chính:

- Nam châm điện: Bao gồm có các chi tiết:

• Cuộn dây dùng để tạo ra lực hút nam châm;
• Lõi sắt;
• Lò xo tác dụng đẩy phần nắp về lại vị trí ban đầu.

- Hệ thống tiếp điểm: Bao gồm các tiếp điểm chính và tiếp điểm phụ.

• Tiếp điểm chính: Có chức năng cho dòng điện lớn đi qua. Tiếp điểm chính thường hở, đóng lại khi cấp nguồn vào mạch từ của Contactor khởi động từ trong tủ điện làm mạch từ hút lại.
• Tiếp điểm phụ: Có chức năng cho dòng điện đi qua các tiếp điểm nhỏ hơn 5A. Tiếp điểm phụ sẽ có hai trạng thái: thường đóng và thường mở.

- Hệ thống dập hồ quang: Hồ quang điện sẽ xuất hiện khi chuyển mạch, làm các tiếp điểm cháy và mòn dần. Do đó, cần phải có hệ thống hồ quang điện.

Nguyên lý hoạt động của Contactor

Hình ảnh mô phỏng nguyên lý hoạt động của Contactor

Khi cấp nguồn trong mạch điện điều khiển có giá trị bằng với giá trị điện áp định mức của Contactor vào hai đầu cuộn dây quấn ở phần lõi từ đã được cố định trước đó thì lực từ sinh ra sẽ hút phần lõi từ di động. Khi đó hình thành mạch từ kín. Lúc này lực từ sẽ lớn hơn phản lực của lò xo. Kéo theo đó, Contactor bắt đầu trạng thái hoạt động.

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

4. Phân loại Contactor khởi động từ

Phân loại Contactor khởi động từ thì có rất nhiều loại. Bạn có thể dựa vào các cách phân loại sau:

• Theo nguyên lý truyền động: Contactor kiểu điện từ, kiểu hơi ép, kiểu thủy lực,… Contactor kiểu điện từ sẽ là loại thường gặp hơn.
• Theo dạng dòng điện: Contactor điện một chiều và Contactor điện xoay chiều.
• Theo kết cấu: Contactor dùng ở nơi hạn chế chiều cao như bảng điện ở gầm xe và ở nơi hạn chế chiều rộng chẳng hạn như buồng tàu điện.
• Theo dòng điện định mức: Contactor 9A, 12A, 18A,.... 800A hoặc cũng có thể lớn hơn.
• Theo số cực: Contactor 1 pha, 2 pha, 3 pha, 4 pha. Trong đó, phổ biến nhất là contactor 3 pha.
• Theo cấp điện áp: Contactor trung thế và Contactor hạ thế.
• Theo điện áp cuộn hút: Cuộn hút xoay chiều 220VAC, 380VAC,... cuộn hút 1 chiều 24VDC, 48VDC,...
• Theo chức năng chuyên dụng: Một số hãng chế tạo contactor chuyên dụng cho một ứng dụng đặc thù. Chẳng hạn như contactor chuyên dùng cho tụ bù của hãng BTB Electric.

5. Contactor khởi động từ được sản xuất như thế nào?

Hình ảnh dây chuyền sản xuất Contactor tự động

Contactor được sản xuất trên dây chuyền hiện đại gồm 8 bước sau:

1. Phân phối linh kiện vào dây chuyền bằng AGV Bằng cách sử dụng AGV, một phương tiện vận chuyển tự động, hoạt động giao linh kiện theo hướng dẫn từ hệ thống điều khiển trung tâm với các địa chỉ được lập trình.

2. Cung cấp linh kiện cho dây chuyền lắp ráp Sau khi được AGV giao các linh kiện lên băng truyền, các cánh tay robot phân bổ trình tự linh kiện cho dây chuyền lắp ráp một các tự động.

3. Gắn kết các linh kiện và kiểm tra Các linh kiện riêng lẻ được các cánh tay robot gắn kết lại với nhau hoàn toàn tự động, mỗi chu trình đều được kiểm tra bằng cảm biến trước khi gắn kết vào vỏ thiết bị nhằm trách thiết sót trong quá trình lắp ráp.

4. Kiểm tra bên ngoài Thông qua kiểm tra trực quan, chúng ta kiểm tra việc lắp ráp tiếp điểm phụ bên ngoài của sản phẩm, kiểm tra các bộ phận bị thiếu như nắp vị trí của bảng tên và trạng thái in.

5. Kiểm tra tiếng ồn Tiến hành kiểm tra các rung động bất thường, trong quá trình kiểm tra chuyển động của các tiếp điểm chính và phụ. Với mục đích để xác định sự hiện diện của âm thanh bất thường trong sản phẩm. 6. Tự động chất hàng Các sản phẩm sau kiểm tra, được tải tự động bằng robot, chuyển sang dây chuyền đóng gói.

7. Đóng gói từng sản phẩm Tùy thuộc vào loại sản phẩm, các hộp đóng gói đơn lẻ được tự động cung cấp và chèn cùng với hướng dẫn sử dụng, phụ kiện.

8. Đóng gói nhiều lớp và xếp chồng Các sản phẩm được đóng riêng từng thùng và đóng gói thành nhiều thùng và được tải tự động bằng robot.

6. Ứng dụng của Contactor khởi động từ

 Hình ảnh khởi động từ trên lưới điện

Contactor khởi động từ là thiết bị điều khiển để đóng ngắt nguồn cấp cho thiết bị. Nên được sử dụng rất phổ biến trong hệ thống điện.

Trong ngành công nghiệp, Contactor được sử dụng để điều khiển vận hành các động cơ hay thiết bị điện để an toàn khi vận hành. Bởi đây là một giải pháp tự động hóa bằng phương pháp cơ điện. Mặc dù cách làm này không xử lý những quá trình phức tạp nhưng nó đơn giản và có độ ổn định cao, dễ sửa chữa.

Trong ngành tự động hóa lại đòi hỏi xử lý những công việc có tính chất phức tạp. Hơn nữa, khó khăn cần phải có sự can thiệp của bộ xử lý. Nên phương pháp cơ điện tử ra đời nhằm đáp ứng được những quy trình sản xuất tiên tiến. Contactor là thiết bị được sử dụng nhiều trong đời sống và ngành công nghiệp:

• Contactor điều khiển động cơ: Nhằm cấp nguồn cho động cơ khởi động trực tiếp. Khi đó, contactor được dùng kết hợp với Rơ le nhiệt với mục đích bảo vệ quá tải cho động cơ.
• Contactor khởi động sao - tam giác: Nó được dùng để thay đổi chế độ hoạt động của động cơ. Từ sơ đồ hình sao sang sơ đồ tam giác khi động cơ đã vận hành ổn định. Với mục đích để giảm dòng khởi động.
• Contactor điều khiển tụ bù: Nó có tác dụng đóng ngắt các tụ bù vào lưới điện để bù công suất phản kháng. Contactor khởi động từ được dùng trong hệ thống bù tự động, nó được điều khiển bằng Bộ điều khiển tụ bù đảm bảo đóng cắt các cấp tụ phù hợp với tải. Tính năng riêng biệt của dòng Contactor này phải kể đến là khả năng hạn chế dòng khởi động của tụ bù.
• 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 hoặc tắt đèn theo giờ quy định.
• Contactor bảo vệ: Contactor thông thường khi sử dụng với các loại relay quá dòng, điện áp, bảo vệ pha. Khi các relay trên nhả tiếp điểm thì Contactor cũng tác động hở mạch thiết bị đằng sau sẽ mất nguồn điện bảo vệ cho thiết bị các lỗi trên.

Chứng chỉ KEMA

CLIP hướng dẫn lựa chọn Contactor khởi động từ