Công tắc tơ là gì? Kiến thức chung về công tắc tơ

Công tắc tơ là một khí cụ điện được sử dụng phổ biến trong hệ thống điện công nghiệp với chức năng đóng ngắt mạch điện thường xuyên. Vậy công tắc tơ là gì? Chúng hoạt động và được ứng dụng trong hệ thống điện công nghiệp như thế nào? Hãy cùng Bảo An tìm hiểu trong bài viết dưới đây. 

Công tắc tơ là gì? Công tắc tơ (tên tiếng Anh là Contactor) 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. Công tắc tơ là một thiết bị được sử dụng phổ biến trong các hệ thống điện công nghiệp, tủ điện công nghiệp hoặc các ứng dụng công suất lớn.

Hình 1: Công tắc tơ là gì?

Để hiểu thêm về công tắc tơ là gì? Hãy cùng tham khảo hình ảnh và thông số kỹ thuật của sản phẩm Công tắc tơ 3 pha LS MC-9b 220VAC 9A 4kW 1NO+1NC tại đây. 

Công tắc tơ bao gồm các thành phần chính sau:

• Tiếp điểm chính(main contact): là tiếp điểm có khả năng cho dòng điện lớn đi qua, được sử dụng để kết nối hoặc ngắt mạch của thiết bị điện chính, ví dụ như motor hoặc tải công suất
• Tiếp điểm phụ (auxiliary contacts): có 2 trạng thái tiếp điểm là tiếp điểm thường đóng (NC) và tiếp điểm thường mở (NO), cho phép dòng điện nhỏ hơn 5A đi qua tiếp điểm. Tiếp điểm thường đóng (NC) là loại tiếp điểm ở trạng thái đóng khi cuộn nam châm trong công tắc tơ chưa được cung cấp điện (ở trạng thái nghỉ). Tiếp điểm này sẽ mở khi công tắc tơ ở trạng thái hoạt động. Ngược lại là tiếp điểm thường mở. 

Hình 2: Cấu tạo của công tắc tơ

Công tắc tơ có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau, bao gồm:

- Công tắc tơ công suất thấp: Dùng cho dòng điện công suất nhỏ, thường từ vài ampe đến vài trăm ampe.
- Công tắc tơ công suất cao: Dùng cho dòng điện công suất lớn, thường từ vài trăm ampe trở lên.

- Công tắc tơ 1 tiếp điểm: Chỉ có một tiếp điểm chính và không có tiếp điểm phụ.
- Công tắc tơ nhiều tiếp điểm: Có nhiều tiếp điểm khác nhau, bao gồm tiếp điểm chính và các tiếp điểm phụ để cung cấp tín hiệu điều khiển hoặc kết nối với các thiết bị khác.

- Công tắc tơ điện tử (Electronic contactor): Sử dụng các linh kiện điện tử và vi xử lý để kiểm soát và điều khiển hoạt động của công tắc tơ.
- Công tắc tơ điện từ (Electromagnetic contactor): Sử dụng cuộn dây điện và từ trường điện từ để tạo ra lực hút từ và điều khiển hoạt động của công tắc tơ.

- Công tắc tơ điều khiển motor (Motor Control Contactors): Được sử dụng để kiểm soát hoạt động và khởi động motor.
- Công tắc tơ chuyển mạch (Switching Contactors): Được sử dụng để kết nối hoặc ngắt mạch điện trong các ứng dụng công suất lớn.

- Công tắc tơ tiêu chuẩn IEC: Tuân theo tiêu chuẩn của International Electrotechnical Commission (IEC).
- Công tắc tơ tiêu chuẩn NEMA: Tuân theo tiêu chuẩn của National Electrical Manufacturers Association (NEMA).
Những phân loại trên chỉ là một số ví dụ phổ biến, và có thể có nhiều cách khác để phân loại công tắc tơ tùy thuộc vào yêu cầu và tiêu chuẩn cụ thể của từng ứng dụng.

Công tắc tơ được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng điện công nghiệp và công suất lớn. Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến của công tắc tơ:
- Kiểm soát và khởi động motor: Công tắc tơ được sử dụng để kiểm soát hoạt động và khởi động motor trong các ứng dụng công nghiệp. Nó giúp kết nối hoặc ngắt mạch nguồn điện đến motor, điều khiển tốc độ và hướng quay của motor.
- Điều khiển hệ thống ánh sáng công nghiệp: Trong các nhà máy, nhà xưởng hoặc các khu vực công nghiệp, công tắc tơ được sử dụng để điều khiển hệ thống ánh sáng công suất lớn. Nó cho phép bật/tắt đồng thời nhiều đèn hoặc nhóm đèn ánh sáng.
- Điều khiển hệ thống điều hòa không khí: Công tắc tơ được sử dụng để điều khiển hệ thống điều hòa không khí trong các tòa nhà, nhà máy hay các khu vực lớn. Nó giúp kết nối hoặc ngắt mạch nguồn điện đến máy nén và quạt của hệ thống.
- Kiểm soát và bảo vệ hệ thống bơm: Công tắc tơ được sử dụng để kiểm soát hoạt động và bảo vệ các hệ thống bơm trong các ứng dụng công nghiệp và hệ thống cấp nước. Nó có thể kích hoạt và ngắt mạch nguồn điện cho bơm và cung cấp bảo vệ quá tải.
- Điều khiển hệ thống nhiệt: Công tắc tơ được sử dụng trong các hệ thống điều khiển nhiệt độ, chẳng hạn như hệ thống sưởi, hệ thống làm mát hay hệ thống nhiệt độ trong quá trình sản xuất công nghiệp. Nó giúp kết nối hoặc ngắt mạch nguồn điện đến các thiết bị điều khiển nhiệt.
- Ứng dụng công nghiệp khác: Công tắc tơ còn được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp khác như hệ thống nâng hạ, hệ thống tủ điện, hệ thống đóng cắt mạch công suất lớn, hệ thống điều khiển đèn giao thông, hệ thống truyền động và nhiều ứng dụng khác.
Những ứng dụng trên chỉ là một số ví dụ phổ biến. Công tắc tơ có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng công suất lớn khác tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của từng hệ thống điện.

Hình 3: Ứng dụng của công tắc tơ

Qua các phần trên, Bảo An đã giúp các bạn hiểu được công tắc tơ là gì? Cấu tạo, phân loại cũng như một số ứng dụng phổ biến của công tắc tơ. Vậy công tắc tơ hoạt động như thế nào? Hãy cùng tìm hiểu trong phần dưới đây. 

Nguyên lý hoạt động của công tắc tơ dựa trên sự tạo ra và điều khiển từ trường điện từ để điều khiển việc kết nối và ngắt mạch điện. Dưới đây là nguyên lý hoạt động cơ bản của công tắc tơ:

Hình 4: Nguyên lý hoạt động của công tắc tơ

- Khi cấp nguồn trong mạch điện điều khiển bằng với giá trị điện áp định mức của công tắc tơ vào hai đầu cuộn dây của công tắc tơ trên phần lõi từ đã được cố định trước đó sẽ sinh ra lực từ, lực từ được 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). Công tắc tơ bắt đầu trạng thái hoạt động.
- 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 nguồn điện ngưng cấp cho cuộn dây thì công tắc tơ ở trạng thái nghỉ và các tiếp điểm lại trở về trạng thái ban đầu. 

- Khả năng chịu tải công suất lớn: Công tắc tơ được thiết kế để chịu tải công suất lớn, điều này cho phép điều khiển các thiết bị điện công suất cao như motor, bơm, hệ thống ánh sáng công suất lớn và các thiết bị công nghiệp khác.
- Độ tin cậy cao: Công tắc tơ có thiết kế cơ khí đơn giản và ít phụ thuộc vào các linh kiện điện tử. Điều này làm cho công tắc tơ có độ tin cậy cao và khả năng hoạt động liên tục trong thời gian dài.
- Khả năng chịu tải quá tải tạm thời: Công tắc tơ có khả năng chịu tải quá tải tạm thời trong một khoảng thời gian ngắn. Điều này giúp bảo vệ các thiết bị điện khỏi sự quá tải và tránh hư hỏng.
- Dễ sử dụng và bảo trì: Công tắc tơ có cơ cấu cơ khí đơn giản và dễ sử dụng. Nó cũng dễ dàng tháo lắp và bảo trì khi cần thiết.
- Khả năng chịu được điện áp cao: Công tắc tơ có khả năng chịu được điện áp cao, cho phép nó được sử dụng trong các mạch điện công suất lớn với điện áp cao.

- Kích thước lớn: Công tắc tơ có kích thước lớn hơn so với các thiết bị điện tử điều khiển nhỏ hơn. Điều này có thể làm cho việc lắp đặt và tích hợp công tắc tơ vào các hệ thống trở nên khó khăn trong không gian hạn chế.
- Tiếng ồn: Khi công tắc tơ hoạt động, nó tạo ra tiếng ồn từ cơ cấu cơ khí và từ trường điện từ. Điều này có thể gây phiền nhiễu âm thanh trong môi trường làm việc.
- Tuổi thọ có giới hạn: Mặc dù công tắc tơ có độ tin cậy cao, nhưng tuổi thọ của nó không lâu bằng các linh kiện điện tử. Công tắc tơ cần được kiểm tra định kỳ và thay thế nếu cần.
- Tiêu thụ điện năng: Công tắc tơ tiêu thụ điện năng để duy trì từ trường điện từ. Điều này có thể tạo ra một khoản tiêu thụ năng lượng không cần thiết trong hệ thống.
Tuy nhiên, nhược điểm của công tắc tơ có thể được giảm bớt hoặc khắc phục thông qua việc sử dụng các biện pháp bảo trì thích hợp và kỹ thuật tiên tiến.
Kết luận: Qua bài viết trên, Bảo An Automation đã giúp các bạn hiểu được công tắc tơ là gì? Ccấu tạo, phân loại, ứng dụng cũng như nguyên lý hoạt động của công tắc tơ và 1 số ưu nhược điểm của công tắc tơ. Hy vọng bài viết sẽ giúp ích cho công việc của bạn.