Khởi động từ là gì?

Khởi động từ hay còn gọi là contactor, là 1 thiết bị quan trọng đối với hệ thống điện, tự động hóa. Nó là một khí cụ điện áp, với chức năng là đóng ngắt một cách thường xuyên các mạch điện động lực.

Với thiết bị này, con người có thể điều khiển một cách dễ dàng mạch điện từ xa có phụ tải với điện áp có thể lên đến 500v và dòng lên đến 600A. Sự kết hợp của khởi động từ và các thiết bị điện mà chúng ta có thể bật tắt hệ thống đèn chiếu sáng, hệ thống nước tưới tiêu, vận hành động cơ hoặc các tụ bù thông qua nút nhấn, tự động…

Nếu thiết bị có 2 contactor thì được gọi là khởi động từ kép, có 1 contactor thì gọi là khởi động từ đơn.

Các công tắc tơ có thể đóng ngắt bằng khí nén, bằng hơi, bằng thủy lực. Nếu thiết bị đóng ngắt bằng điện từ thì được gọi là khởi động từ hoặc công tắc tơ điện từ.

Cấu tạo của khởi động từ

Một khởi động từ sẽ gồm 3 bộ phận chính:

Nam châm điện: gồm cuộn dây dùng tạo ra lực hút nam châm, lõi sắt, lò xo tác dụng đẩy phần nắp trở về vị trí ban đầu.
Hệ thống tiếp điểm: Được phân chia thành tiếp điểm chính và các tiếp điểm phụ. Nếu tiếp điểm chính lắp ở mạch điện động lực thì tiếp điểm phụ được lắp trong mạch điều khiển của công tắc tơ.
- Tiếp điểm chính sẽ cho các dòng mạch lớn, mạch chính đi qua. Thông thường tiếp điểm chính là tiếp điểm thường hở. Điều này có nghĩa là khi cấp nguồn điện vào mạch của khởi động từ, mạch sẽ bị hút lại và nó đóng lại.
- Tiếp điểm phụ sẽ cho dòng mạch nhỏ hơn 5A đi qua. Người ta phân chia tiếp điểm phụ thành 2 loại: tiếp điểm thường hở và tiếp điểm thường đóng. Tiếp điểm thường hở là khi ở trạng thái bình thường, cuộn dây nam châm trong trạng thái nghỉ, không làm việc, nó sẽ bị hở. Khi contactor có điện và làm việc, tiếp điểm này sẽ chuyển sang trạng thái đóng. Và hoạt động sẽ ngược lại đối với tiếp điểm thường đóng.
Hệ thống dập hồ quang: Khi chuyển mạch liên tục, hồ quang điện sẽ xuất hiện làm các tiếp điểm bị cháy và mòn dần, vì vậy cần hệ thống dập hồ quang. Hệ thống này sẽ làm dập tắt các hồ quang gây hại cho hệ thống.

Nguyên lý hoạt động

Các khởi động từ 1 pha, 2 pha hay khởi động từ 3 pha đều hoạt động theo 1 nguyên lý duy nhất:

Khi cấp nguồn điện vào mạch điện điều khiển bằng với giá trị điện áp định mức của công tắc tơ. Dòng điện sẽ đến 2 đầu cuộn dây quấn cố định trên lõi từ. Từ trường được sinh ra, lực từ xuất hiện hút lõi dịch chuyển. Mạch sẽ đóng lại và trở thành 1 mạch kín. Lực từ sẽ phải lớn hơn lực lò xo để có thể hút lõi. Và lúc này, khởi động từ làm việc.

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 ngắt dòng điện vào mạch, từ trường và lực từ không được sinh ra. Lúc này, công tắc tơ sẽ ở trạng thái nghỉ, các tiếp điểm sẽ trở về vị trí như ban đầu.

A9C20884 Khởi Động Từ Schneider 4NO

Phân loại

Có nhiều cách phân loại contactor:

Theo nguyên lý 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 kết cấu: Người ta phân contactor dùng ở nơi hạn chế chiều 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 chức năng chuyên dụng: Công tắc tơ chuyên dùng cho tụ bù, dùng cho motor…

Ưu điểm của khởi động từ

Cũng giống như các thiết bị khác, công tắc tơ cũng có những ưu điểm nổi bật như:

Hoạt động ổn định, ít gặp sự cố, bền bỉ.
Khi đóng ngắt từ xa trong những hệ thống độc hại thì lớp có lớp vỏ để ngăn chặn hồ quang phóng ra bên ngoài sẽ đảm bảo an toàn cho người và vật xung quanh.
Thiết kế nhỏ gọn sẽ giúp giảm kích thước của thiết bị tối đa nên khách hàng có thể lắp đặt tại nhiều vị trí khác nhau và tận dụng các không gian chật hẹp, nơi mà cầu dao không thể lắp như tủ điện hoặc trên máy.
Trọng lượng thiết bị nhẹ.
Giá thành rẻ, dễ dàng tìm kiếm trên thị trường các địa điểm kinh doanh.
Thời gian để đóng cắt rất nhanh, ít tiêu tốn điện năng.
Những tiếp điểm chính, tiếp điểm phụ của contactor có thể chịu ăn mòn cao, chống mài mòn tốt.

CJX2-1810 Khởi Động Từ 18A 220VAC 1NO

Ứng dụng của khởi động từ

Đối với ngành công nghiệp và dân dụng:

Contactor dùng để điều khiển hệ thống đèn chiếu sáng: Thông qua PLC hoặc rơ le cài đặt thời gian, người dùng có thể tự động bật tắt đèn chiếu sáng theo giờ, ngày quy định.
Contactor dùng khởi động motor sao tam giác: Nó sẽ giúp thay đổi chế độ vận hành của motor từ khi khởi động với sơ đồ hình sao sang sơ đồ tam khác khi motor đã vận hành ổn định. Điều này sẽ giúp giảm tối đa dòng khởi động.
Khởi động từ điều khiển động cơ: Nó sẽ cấp nguồn để motor có thể khởi động trực tiếp và kết hợp với một số rơ le nhiệt để bảo vệ cho motor khi phải làm việc quá tải.
Công tắc tơ điều khiển tụ bù: Muốn bù công suất phản kháng thì kỹ sư sẽ phải dùng thiết bị này để điều khiển việc đóng ngắt tụ bù. Trong một số hệ thống tụ bù tự động, contactor sẽ được điều khiển bằng bộ tụ bù nhằm mục đích đóng cắt các cấp của tụ bù để phù hợp với tải làm việc.

Đối với ngành tự động hóa: Những công việc luôn đòi hỏi sự chính xác cao nhưng vẫn an toàn, phức tạp nhưng vẫn thông minh thì những thiết bị như khởi động từ được sử dụng. Nó như 1 cầu cao khi đóng ngắt nguồn cấp cho các thiết bị nên xuất hiện trong tất cả các hệ thống điều khiển điện tự động công nghiệp. Đây cũng chính là 1 phần của phương pháp cơ điện trong giải pháp tự động hóa chung. Với những hệ thống có yêu cầu cao hơn thì phương pháp cơ điện tử sẽ được sử dụng nhưng không thể thiếu các khởi động từ.