Contactor là thiết bị có vai trò rất quan trọng trong việc vận hành các thiết bị điện có công suất lớn. Contactor hoạt động như một cầu dao thông minh, giúp cho việc khởi động và đóng ngắt dòng điện vô cùng an toàn và hiệu quả. Do đó, việc
đấu nối contactor cần thực hiện một cách cẩn thận và chính xác để đảm bảo an toàn cho hệ thống điện cũng như cho con người. Trong bài viết dưới đây,
Bảo An sẽ giúp bạn hiểu về contactor là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động cũng như cách đấu nối contactor chính xác nhất.
1. Contactor là gì?
Contactor là gì? Contactor hay còn có tên gọi khác là
khởi động từ là một thiết bị điện được sử dụng để điều khiển việc đóng ngắt dòng điện trong các mạch điện công suất lớn. Nó giúp bật/tắt các thiết bị như động cơ, máy bơm, hệ thống chiếu sáng một cách an toàn và nhanh chóng thông qua nút nhấn, chế độ tự động hoặc điều khiển từ xa. Contactor có thể đóng ngắt dựa trên cơ cấu điện từ, cơ cấu khí động hoặc cơ cấu thủy lực. Nhưng thông dụng nhất là contactor điện từ.
Contactor là gì?
Để hiểu thêm về contactor là gì? Mời bạn tham khảo hình ảnh cũng như thông số kỹ thuật của sản phẩm Công tắc tơ 3 pha LS MC-9b 220VAC 9A 4kW 1NO+1NC hiện được phân phối ở Bảo An
tại đây.
2. Cấu tạo contactor
Cấu tạo contactor bao gồm ba bộ phận chính bao gồm: Nam châm điện, hệ thống dập hồ quang và hệ thống các tiếp điểm. Cụ thể như sau:
- Nam châm điện: Bộ phận nam châm điện của contactor bao gồm các chi tiết là: cuộn dây, lõi sắt và lò xo hồi. Trong đó:
+ Cuộn dây có tác dụng tạo ra lực hút nam châm.
+ Lõi sắt được chia thành 2 phần là phần tĩnh và phần động. Khi cấp điện cho cuộn dây thì lõi sắt sẽ tạo ra từ trường để kéo phần động.
+ Lò xo hồi có chức năng đẩy phần động về vị trí ban đầu và mở các tiếp điểm khi dòng điện được ngắt.
- Hệ thống dập hồ quang: Khi đóng ngắt mạch điện, đặc biệt là với dòng điện lớn, hồ quang điện sẽ sinh ra tại các tiếp điểm. Hồ quang này có thể làm cháy và mòn tiếp điểm. Để bảo vệ, contactor được trang bị hệ thống dập hồ quang (thường sử dụng khe hẹp hoặc vật liệu chịu nhiệt) để giảm thiểu hiện tượng này, đảm bảo an toàn và tuổi thọ cho thiết bị.
- Hệ thống tiếp điểm: Hệ thống này gồm hai loại tiếp điểm là tiếp điểm chính và tiếp điểm phụ. Cụ thể:
+ Tiếp điểm chính: Thường được lắp trong mạch điện động lực, có khả năng chịu được dòng điện lớn. Các tiếp điểm chính là loại thường hở (NO), tức là chúng chỉ đóng lại khi cuộn dây nam châm điện được cấp điện, cho phép dòng điện đi qua các thiết bị công suất lớn như động cơ.
+ Tiếp điểm phụ: Được dùng trong mạch điều khiển, có khả năng dẫn dòng điện nhỏ (thường dưới 5A). Tiếp điểm phụ có thể ở hai trạng thái:
* Tiếp điểm thường đóng (NC - Normally Closed): Ở trạng thái đóng khi contactor không hoạt động (cuộn dây chưa được cấp điện). Khi contactor hoạt động, tiếp điểm này sẽ mở ra.
* Tiếp điểm thường mở (NO - Normally Open): Ở trạng thái mở khi contactor không hoạt động, khi cuộn dây của contactor được cấp điện, tiếp điểm này sẽ đóng lại.
Cấu tạo contactor
3. Nguyên lý hoạt động contactor
Nguyên lý hoạt động contactor như sau:
- Khi được cấp nguồn điện trong mạch điều khiển bằng với giá trị điện áp định mức của contactor vào 2 đầu của cuộn dây quấn trên phần lõi từ đã được cố định trước đó thì lực từ sinh ra sẽ hút phần lõi từ di động và hình thành một mạch từ kín (lúc này lực từ sẽ lớn hơn phản lực của lò xo và contactor bắt đầu hoạt động.
- Nhờ bộ phận liên động về vị trí 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 ngừng cấp dòng điện cho cuộn dây thì contactor sẽ ở trạng thái nghỉ và các tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu.
4. Các loại contactor
Trên thị trường hiện nay, có rất nhiều các loại contactor khác nhau được phân loại dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau. Dưới đây là các loại contactor phổ biến được phân loại theo các tiêu chí như sau:
- Phân loại theo nguyên lý truyền động:
+ Contactor điện từ (Electromagnetic Contactor): Sử dụng lực từ để đóng ngắt mạch điện, đây là loại phổ biến nhất.
+ Contactor khí nén (Pneumatic Contactor): Sử dụng áp suất không khí để điều khiển đóng ngắt mạch.
+ Contactor thủy lực (Hydraulic Contactor): Sử dụng áp suất của chất lỏng để đóng ngắt mạch điện.
- Phân loại theo dòng điện:
+ Contactor một chiều (DC): Hoạt động với dòng điện một chiều, thường dùng trong các hệ thống DC.
+ Contactor xoay chiều (AC): Hoạt động với dòng điện xoay chiều, phổ biến hơn trong các hệ thống điện công nghiệp.
- Phân loại theo kết cấu:
+ Contactor dành cho không gian hạn chế: Dùng trong các khu vực hạn chế chiều cao hoặc chiều rộng, như bảng điện trong gầm xe, buồng tàu điện.
+ Contactor mini: Kích thước nhỏ gọn, phù hợp cho các ứng dụng có không gian lắp đặt hạn chế.
+ Contactor dùng cho môi trường khắc nghiệt: Được thiết kế đặc biệt để chịu được nhiệt độ, độ ẩm, và điều kiện môi trường khó khăn.
- Phân loại theo dòng điện định mức:
+ Contactor dòng điện nhỏ: Định mức từ 9A, 12A, 18A, thường dùng cho các thiết bị nhỏ và mạch điều khiển.
+ Contactor dòng điện lớn: Định mức lên đến 800A, 1600A, hoặc 2250A, dùng cho các hệ thống công nghiệp công suất lớn.
- Phân loại theo số cực:
+ Contactor 1 cực: Dùng trong hệ thống điện 1 pha.
+ Contactor 2 cực: Dùng trong hệ thống điện 2 pha.
+ Contactor 3 cực: Loại phổ biến nhất, dùng trong các hệ thống điện 3 pha công nghiệp.
+ Contactor 4 cực: Sử dụng cho các ứng dụng điện 3 pha, 4 dây.
- Phân loại theo cấp điện áp:
+ Contactor hạ thế: Dùng trong các hệ thống điện áp thấp như 220V, 380V.
+ Contactor trung thế: Dùng trong các hệ thống điện áp trung bình từ 1kV đến 35kV.
- Phân loại theo điện áp cuộn hút:
+ Cuộn hút xoay chiều (AC coil): Thường dùng điện áp 220VAC, 380VAC, phổ biến trong các hệ thống điện dân dụng và công nghiệp.
+ Cuộn hút một chiều (DC coil): Sử dụng các điện áp như 24VDC, 48VDC, phù hợp với các hệ thống điều khiển DC.
- Phân loại theo chức năng chuyên dụng:
+ Contactor dùng cho tụ bù: Loại contactor được thiết kế đặc biệt để điều khiển tụ bù trong các hệ thống điện, giúp cải thiện hệ số công suất.
+ Contactor dùng cho lò nhiệt: Thiết kế chịu nhiệt, dùng để điều khiển các thiết bị gia nhiệt.
+ Contactor dùng cho chiếu sáng: Dùng trong các hệ thống điều khiển đèn chiếu sáng quy mô lớn như trong sân vận động, công viên.
5. Cách đấu nối contactor đơn giản nhất
Qua các phần trên, Bảo An đã giúp bạn hiểu được về contactor là gì? Cấu tạo contactor, nguyên lý hoạt động contactor cũng như các loại contactor và ứng dụng của chúng. Vậy đấu nối contactor như thế nào để đảm bảo an toàn và đạt hiệu quả cao. Hãy cùng Bảo An tìm hiểu cách đấu nối hai loại contactor phổ biến nhất là contactor 1 pha và contactor 3 pha trong phần dưới đây.
5.1. Đấu nối contactor 1 pha
- Cách đấu nối contactor 1 pha như sau: Ở chân A1, tiến hành nối vào bộ điều khiển ON/OFF với dây nóng (hay còn gọi là dây lửa). Sau đó tiếp tục nối chung với cổng số 3 của khởi động từ 1 pha. Tiếp theo, tại cổng số 1, nối với dây nguội (hay dây mát) và dây nguội nối chung với chân A2. Cuối cùng là hai đầu ra của dây nóng và dây nguội sẽ được nối ra với tải.
- Tham khảo sơ đồ đấu nối tại hình ảnh dưới đây
Đấu nối contactor 1 pha
5.2. Đấu nối contactor 3 pha
- Cách đấu nối contactor 3 pha như sau:
+ Ta có 3 dây lửa là L1, L2, L3 và dây nguội (N)
+ Tiến hành đấu nối như sau: Đầu tiên, ta cấp mạch động lực lần lượt cho các pha 1, pha 2 và pha 3 cấp vào cực L1, L2 và L3 của khởi động từ, tiếp đến nối các cực ra T1, T2 và T3 của khởi động từ lần lượt về thiết bị tải. Về mạch điều khiển A2 của khởi động từ thì ta cấp trung tính (N). Còn A1 được cấp nguồn bởi nút nhấn ON/OFF được lấy từ pha 3. Các cặp tiếp điểm NO (13,14) của khởi động từ được kết nối vào các cặp tiếp điểm NO (23,24) của nút nhấn ON lần lượt là (13-23) và (14-24) để giúp mạch điều khiển được duy trì.
Đấu nối contactor 3 pha
6. Ứng dụng contactor
Các loại contactor được ứng dụng khá phổ biến trong công nghiệp hiện nay. Các ứng dụng contactor có thể kể đến như sau:
- Điều khiển động cơ: Contactor cấp nguồn cho động cơ khởi động trực tiếp. Contactor được dùng 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 sơ đồ hình sao khi khởi động sang sơ đồ tam giác khi động cơ đã vận hành ổn định, mục đích để giảm dòng khởi động.
- Contactor điều khiển tụ bù: Loại contactor này có chức năng đóng ngắt các tụ bù vào lưới điện để bù công suất phản kháng. Contactor được dùng trong hệ thống bù tự động được điều khiển bằng bộ điều khiển tụ bù để đảm bảo đóng cắt các cấp tụ phù hợp với tải.
- Contactor kết hợp bảo vệ pha: Tiếp điểm cảnh báo của rơ le bảo vệ pha (mất pha, quá áp, thấp áp, lệch pha, mất trung tính,...) kết nối với cuộn hút của contactor cho phép ngắt contactor khi có sự cố về pha. Khi contactor nhả ra thì hệ thống hay thiết bị đằng sau sẽ mất nguồn điện phải dừng hoạt động do đó bảo vệ an toàn cho thiết bị.
Ứng dụng contactor
Kết luận: Trên đây là các kiến thức hữu ích về contactor cũng như cách đấu nối contactor hiệu quả và an toàn. Hy vọng các kiến thức trên sẽ giúp ích cho công việc của bạn.
