Bạn đã từng nghe về contactor? Đó là một trong những bộ phận quan trọng trong mạch điện dùng để đóng ngắt thường xuyên trong mạch điện động lực. Contactor được sử dụng rộng rãi để điều khiển các thiết bị như động cơ, máy biến áp, máy sưởi và hệ thống chiếu sáng thông qua công tắc. Vậy contactor hoạt động như thế nào? Hãy cùng tìm hiểu về contactor và tầm quan trọng của nó!
Contactor là gì?
Contactor (còn gọi là “khởi động từ”) là một thiết bị điện dùng để đóng ngắt mạch điện thông qua cơ cấu điện từ. Contactor tương tự như rơ-le điện từ, nhưng có khả năng chịu được dòng điện lớn lên đến 12500A. Tuy không thể bảo vệ dòng điện khỏi ngắn mạch hoặc quá tải, nhưng contactor có thể ngắt dòng điện khi cuộn dây bị chập đoạn.
Bài viết liên quan: Transistor là gì?
2. Ký hiệu của contactor
Mỗi quốc gia và khu vực sẽ có các ký hiệu khác nhau để đánh dấu contactor. Ký hiệu contactor bao gồm ký hiệu cuộn dây, ký hiệu tiếp điểm thường đóng và ký hiệu tiếp điểm thường mở. Hãy xem hình vẽ dưới đây để biết thêm thông tin:
3. Cấu tạo của contactor
Contactor có 3 bộ phận chính:
- Nam châm điện: Gồm cuộn dây tạo lực hút nam châm, lõi sắt và lò xo giúp đẩy nắp trở về vị trí ban đầu. Cuộn dây điện từ có thể dùng dòng điện xoay chiều hoặc dòng điện một chiều từ mạch điều khiển của contactor để kích thích lõi điện từ. Với dòng điện xoay chiều, lõi điện từ được làm từ sắt không từ để giảm tổn thất từ dòng điện xoay. Với dòng điện một chiều, lõi điện từ được làm từ thép không từ vì không chịu ảnh hưởng từ dòng điện xoay.
- Buồng dập hồ quang: Được sử dụng để dập tắt lửa và giảm tiếng ồn khi chuyển mạch. Buồng dập hồ quang có thể được làm từ nhiều loại vật liệu như nylon 6, Bakelite hay nhựa nhiệt rắn.
- Hệ thống tiếp điểm: Dùng để mang dòng điện đến các điểm khác nhau trong mạch điện. Hệ thống tiếp điểm bao gồm tiếp điểm chính và tiếp điểm phụ. Tiếp điểm chính có khả năng chịu được dòng điện lớn, trong khi tiếp điểm phụ chỉ cho phép dòng điện nhỏ hơn 5A chạy qua. Ngoài ra, tiếp điểm còn có hai trạng thái là tiếp điểm thường đóng và tiếp điểm thường mở. Trạng thái tiếp điểm thường đóng xảy ra khi cuộn dây nam châm trong contactor không cung cấp điện. Ngược lại, khi contactor hoạt động, tiếp điểm mở.
Contactor được tạo thành từ hai lõi sắt, trong đó một lõi là cố định và lõi còn lại chứa cuộn dây di động. Contactor có 6 tiếp điểm, trong đó có 3 tiếp điểm cố định và 3 tiếp điểm di động. Tiếp điểm được làm từ một loại hợp kim đặc biệt chịu được dòng điện cao và nhiệt độ cao. Bên trong contactor còn có một lò xo đặt giữa cuộn dây và lõi di động, chứa các tiếp điểm phụ. Các tiếp điểm phụ này có hai trạng thái là tiếp điểm thường mở và tiếp điểm thường đóng.
Tiếp điểm thường đóng là hai tiếp điểm nối nhau tạo thành một mạch kín để dòng tải dễ dàng truyền qua. Trong khi đó, tiếp điểm thường mở không có điểm chung và ngắt mạch điện.
Xem thêm >> Dịch vụ sửa điện nước Quận Gò Vấp chất lượng & uy tín Antshome
4. Thông số cơ bản trên contactor
Contactor có những thông số sau đây bạn cần chú ý:
- Dòng điện định mức (Uđm): Thông số này là dòng điện chạy qua tiếp điểm chính của contactor khi đóng mạch điện. Giá trị này đảm bảo mạch điện chính của contactor không quá nóng.
- Điện áp định mức (Iđm): Thông số này 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. Thông thường, giá trị này tương đương 1-7 lần dòng điện định mức.
- Khả năng ngắt của contactor: Được đánh giá bằng giá trị dòng điện mà contactor có thể ngắt khỏi mạch điện. Thông thường, giá trị này tương đương 1-10 lần dòng điện định mức.
- Độ bền cơ: Thông số này đo số lần đóng ngắt khi không có dòng điện chạy qua tiếp điểm của contactor. Nếu vượt quá độ bền cơ, tiếp điểm có thể bị hư hỏng. Các loại contactor thường có độ bền cơ từ 5 triệu đến 10 triệu lần đóng ngắt.
- Độ bền điện: Thông số này đo số lần đóng ngắt dòng điện định mức. Các loại contactor thường có độ bền điện từ 200.000 đến 1 triệu lần đóng ngắt.
5. Nguyên lý hoạt động của contactor
Nguyên lý hoạt động của contactor khá đơn giản. Dòng điện chạy qua contactor kích hoạt nam châm điện. Nam châm điện tạo ra từ trường giúp cuộn dây di động hút phần lõi và tạo thành mạch kín. Lõi di động và tiếp điểm chính kết nối thông qua bộ phận liên động, làm cho tiếp điểm chính đóng lại và tiếp điểm phụ chuyển đổi trạng thái. Với tiếp điểm thường đóng, nó sẽ mở ra; và với tiếp điểm thường mở, nó sẽ đóng lại. Do contactor được thiết kế để đóng/ngắt nhanh chóng, nên chúng có thể chịu được tải lớn.
Dòng điện đầu vào của contactor có thể là dòng điện một chiều hoặc dòng điện xoay chiều. Với dòng điện xoay chiều, contactor được trang bị cuộn dây tạo bóng để giảm nhiễu mạnh mỗi khi dòng điện xoay chiều thay đổi hướng. Dòng điện một chiều không bị ảnh hưởng vì không có sự thay đổi hướng dòng điện.
Có những loại contactor nào?
Có các loại contactor sau đây được sử dụng phổ biến:
1. Contactor điện từ (Magnetic Contactor)
Đây là loại contactor thông dụng và hiệu quả nhất. Contactor điện từ hoạt động bằng nguyên lý điện từ, không cần sự can thiệp thủ công. Với công nghệ hiện đại, contactor điện từ có thể được điều khiển từ xa, giúp tăng cường an toàn. Contactor điện từ chỉ cần ít năng lượng để đóng/mở, giúp tiết kiệm năng lượng điện.
2. Công tắc lưỡi dao (Knife Blade Switch)
Công tắc lưỡi dao là loại contactor đầu tiên được giới thiệu từ những năm đầu thế kỷ 19. Nó được sử dụng để điều khiển động cơ điện. Công tắc lưỡi dao bao gồm một thanh kim loại dùng để ngắt/mở dòng điện. Một người phải luôn đứng cạnh công tắc lưỡi dao để kéo thanh kim loại lên hoặc hạ xuống. Vì phương pháp này không đảm bảo an toàn, nên công tắc lưỡi dao không còn được sử dụng.
3. Contactor thủ công (Manual Contactor)
Contactor thủ công được phát minh sau khi công tắc lưỡi dao trở nên nguy hiểm. Một số tính năng cải tiến của contactor thủ công bao gồm:
- Hoạt động an toàn hơn.
- Được bảo vệ bởi vỏ bọc chắc chắn để tránh ảnh hưởng từ môi trường bên ngoài.
- Thiết kế nhỏ gọn hơn.
- Tuy vậy, vẫn phải được điều khiển bằng tay.
Cách phân loại contactor và ứng dụng trong đời sống
Contactor được phân loại và ứng dụng trong đời sống theo nhiều cách:
1. Phân loại
Có nhiều cách để phân loại contactor, sau đây là các cách cơ bản:
- Phân loại theo nguyên lý truyền động: Contactor có nhiều loại như contactor điện từ, contactor hơi ép, contactor thủy lực, … Tuy nhiên, contactor điện từ là loại được sử dụng phổ biến nhất.
- Phân loại theo dòng điện: Có contactor điện một chiều và contactor điện xoay chiều.
- Phân loại theo kết cấu: Contactor có các kết cấu khác nhau để phù hợp với nơi có giới hạn chiều cao hoặc chiều rộng.
- Phân loại theo dòng điện định mức: Contactor có các loại định mức từ 9A, 12A, 18A, … và có thể lên đến 800A hoặc lớn hơn.
- Phân loại theo số cực: Có contactor 1 pha, 2 pha, 3 pha và 4 pha, nhưng contactor 3 pha là phổ biến nhất.
- Phân loại theo cấp điện áp: Có contactor trung thế và contactor hạ thế.
- Phân loại theo điện áp cuộn hút: Có cuộn hút xoay chiều như 200VAC, 380VAC, … và cuộn hút một chiều như 24VDC, 48VDC, …
- Phân loại theo chức năng chuyên dụng: Một số hãng chế tạo contactor dành riêng cho ứng dụng đặc biệt, ví dụ contactor cho tụ bù của hãng Schneider.
2. Sự khác biệt giữa Contactor xoay chiều (AC) và Contactor một chiều (DC)
Contactor xoay chiều và contactor một chiều có 5 điểm khác biệt chính sau:
- Lõi điện từ của contactor xoay chiều được làm từ thép không từ nhiều lớp, trong khi lõi điện từ của contactor một chiều được làm từ thép không từ đơn.
- Lõi điện từ của contactor xoay chiều có hình chữ E, trong khi lõi điện từ của contactor một chiều có hình chữ U.
- Contactor xoay chiều đi kèm vòng ngắn mạch giúp giảm rung động và tiếng ồn từ lực hút nam châm điện. Ngược lại, contactor một chiều không có bộ phận này.
- Contactor xoay chiều có tần suất khởi động tối đa là 600 lần/giờ, trong khi contactor một chiều là 1200 lần/giờ.
- Contactor một chiều sử dụng buồng dập hồ quang từ tính, trong khi contactor xoay chiều sử dụng buồng dập hồ quang mắt cáo.
3. Ưu điểm của contactor
Contactor có những ưu điểm sau:
- Đóng/ngắt mạch điện nhanh chóng.
- Có thể sử dụng cho dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều.
- Cấu trúc đơn giản và dễ vận hành.
4. Nhược điểm của contactor
Contactor cũng có nhược điểm sau:
- Trong trường hợp không có từ trường, cuộn dây có thể bị cháy.
- Các linh kiện có thể bị mài mòn khi tiếp xúc với hơi ẩm.
5. Ứng dụng của contactor
Contactor được ứng dụng rộng rãi trong ngành tự động hóa, cả trong mục đích dân dụng và công nghiệp.
Có thể phân loại ứng dụng theo loại contactor:
- Contactor điều khiển động cơ: Được sử dụng để khởi động động cơ. Thường 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 mạch kết nối sao khi khởi động sang mạch kết nối tam giác khi động cơ đã hoạt động ổn định, nhằm giảm dòng khởi động.
- Contactor điều khiển tụ bù: Đóng/ngắt các tụ bù vào lưới điện để cung cấp công suất phản kháng. Sử dụng trong hệ thống tự động được điều khiển bởi bộ điều khiển tụ bù, đảm bảo đóng/ngắt các bước tụ phù hợp với tải.
- Contactor điều khiển hệ thống chiếu sáng: Đóng/ngắt điện cấp cho đèn chiếu sáng để bật/tắt theo thời gian quy định.
Những câu hỏi thường gặp về contactor
Dưới đây là một số câu hỏi thường gặp về contactor: