Khởi động từ là thiết bị đóng cắt mạch điện được điều khiển bằng điện. Đối với khởi động từ có một contactor được gọi là khởi động từ đơn - loại này thường dùng để đóng ngắt động cơ điện. Còn với khởi động từ có hai contactor thì được gọi là khởi động từ kép - được dùng để thay đổi chiều quay của động cơ hay còn gọi là khởi động từ đảo chiều. Vậy
khởi động từ đơn và khởi động từ kép khác nhau ở điểm nào? Hãy cùng
Bảo An tìm hiểu trong bài viết dưới đây.
1. Khởi động từ là gì?
Trước khi tìm hiểu điểm khác nhau giữa khởi động từ đơn và khởi động từ kép, ta cần hiểu được
khởi động từ là gì?
Khởi động từ (hay còn gọi là contactor) là một loại thiết bị điện dùng để khởi động, dừng và bảo vệ động cơ điện trong các hệ thống điện công nghiệp. Nó giúp kiểm soát và bảo vệ động cơ khỏi các sự cố như quá tải, ngắn mạch, hay sai lệch pha trong quá trình hoạt động.
Khởi động từ là gì?
Để hiểu thêm về khởi động từ, 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. Tính năng của khởi động từ
Các tính năng chính của khởi động từ có thể kể đến như sau:
- Khởi động và dừng động cơ: Khởi động từ có thể kiểm soát việc bật và tắt động cơ điện từ xa, giúp tiết kiệm được thời gian và đảm bảo an toàn cho người vận hành.
- Bảo vệ động cơ: Trong khởi động từ có rơ le bảo vệ quá tải, việc sử dụng rơ le bảo vệ quá tải giúp khởi động từ có thể ngắt kết nối động cơ khi phát hiện dòng điện vượt quá giới hạn cho phép, giúp bảo vệ động cơ tránh khỏi hỏng hóc do quá tải.
- Điều khiển từ xa: Khởi động từ cũng có thể kết hợp với các hệ thống điều khiển tự động hoặc bảng điều khiển từ xa, cho phép người vận hành điều khiển động cơ ở khoảng cách xa.
- Kết hợp với các thiết bị bảo vệ khác: Ngoài rơ le bảo vệ quá tải, khởi động từ cũng có thể kết hợp được với các thiết bị bảo vệ khác như bảo vệ ngắn mạch và bảo vệ mất pha.
3. Cấu tạo của khởi động từ
Cấu tạo của khởi động từ bao gồm các bộ phận chính là: nam châm điện, hệ thống các tiếp điểm và hệ thống dập hồ quang. Cụ thể như sau:
- Nam châm điện: Nam châm điện trong cấu tạo khởi động từ bao gồm 1 lõi sắt, 1 lò xo để đẩy lõi nắp dịch chuyển về vị trí ban đầu, cuộn dây để tạo ra lực hút nam châm. Nam châm điện trong khởi động từ có chức năng chính là để tạo ra từ trường.
- Hệ thống tiếp điểm: Trong khởi động từ có 2 loại tiếp điểm là tiếp điểm chính và tiếp điểm phụ. Cụ thể:
- Tiếp điểm chính: Tiếp điểm chính của khởi động từ thường là tiếp điểm thường hở, sẽ đóng lại khi cấp nguồn vào mạch của khởi động từ làm mạch từ hút lại. Tiếp điểm chính có khả năng cho dòng điện có cường độ lớn đi qua.
- Tiếp điểm phụ: Tiếp điểm phụ có 2 trạng thái là thường đóng (NC) và thường mở (NO). Tiếp điểm phụ là loại tiếp điểm có khả năng cho dòng điện đi qua các tiếp điểm nhỏ hơn 5A.
- Hệ thống dập hồ quang: Do khởi động từ phải chuyển mạch liên tục nên sẽ xuất hiện hồ quang điện có thể làm cho các tiếp điểm bị cháy và mòn dần, cho nên cần đến hệ thống dập hồ quang điện.
Cấu tạo của khởi động từ
4. Ưu, nhược điểm của khởi động từ
4.1. Ưu điểm của khởi động từ
- Bảo vệ động cơ khỏi quá tải: Khởi động từ tích hợp rơ-le bảo vệ quá tải giúp bảo vệ động cơ khỏi các tình huống quá tải, giảm thiểu nguy cơ hư hỏng do dòng điện quá cao trong quá trình vận hành.
- Giảm sốc khi khởi động: Khởi động từ giúp giảm dòng điện khởi động, tránh sốc điện cho hệ thống, bảo vệ động cơ và các thiết bị khác khỏi các tác động không mong muốn trong khi khởi động.
- Điều khiển từ xa và tự động hóa: Các thiết bị khởi động từ hiện đại có thể được điều khiển từ xa thông qua các bộ điều khiển tự động, giúp tối ưu hóa quá trình vận hành và giảm sự can thiệp trực tiếp của người vận hành.
- Tăng tuổi thọ cho động cơ: Nhờ vào tính năng khởi động mềm và bảo vệ quá tải, khởi động từ giúp động cơ tránh được các tình huống hoạt động không ổn định, từ đó kéo dài tuổi thọ cho động cơ và các thành phần điện khác trong hệ thống.
- Tiết kiệm năng lượng: Thiết bị giúp kiểm soát dòng điện và giảm các tác động sốc điện, từ đó tiết kiệm năng lượng trong quá trình vận hành của hệ thống.
- Dễ dàng bảo trì và thay thế: Khởi động từ có cấu tạo đơn giản, dễ dàng bảo trì và thay thế các bộ phận nếu cần thiết. Khi có sự cố, chỉ cần thay thế rơ-le bảo vệ quá tải hoặc các bộ phận liên quan mà không phải thay toàn bộ thiết bị.
- Tính năng bảo vệ an toàn: Các thiết bị khởi động từ có thể tích hợp thêm các chức năng bảo vệ như bảo vệ chống ngắn mạch, mất pha, đảo pha, giúp bảo vệ hệ thống và người vận hành khỏi các sự cố nguy hiểm.
4.2. Nhược điểm của khởi động từ
- Chi phí đầu tư ban đầu: Mặc dù thiết bị khởi động từ giúp bảo vệ động cơ và nâng cao hiệu quả vận hành, nhưng chi phí ban đầu để lắp đặt hệ thống khởi động từ có thể cao hơn so với việc sử dụng các phương pháp khởi động đơn giản (ví dụ: khởi động trực tiếp).
- Không thích hợp cho động cơ công suất quá lớn: Với các động cơ công suất rất lớn (ví dụ: trên 100 kW), khởi động từ có thể không phải là phương pháp tốt nhất vì dòng điện khởi động vẫn có thể cao, gây sốc cho hệ thống điện. Trong trường hợp này, cần sử dụng các phương pháp khởi động khác như khởi động sao-tam giác hoặc khởi động mềm.
- Tác động đến thiết bị điện khác: Mặc dù khởi động từ giúp giảm sốc cho động cơ, nhưng trong một số trường hợp, nếu không được thiết kế và lắp đặt đúng cách, nó có thể gây ra các vấn đề như sự cố điện áp hoặc tổn thất năng lượng trong mạch điện, ảnh hưởng đến các thiết bị điện khác.
- Kích thước và không gian lắp đặt: Các thiết bị khởi động từ, đặc biệt là với các hệ thống lớn, có thể chiếm khá nhiều không gian lắp đặt, điều này có thể gây khó khăn trong việc bố trí và lắp đặt tại các khu vực hạn chế.
- Khó khăn trong việc điều chỉnh khi cần thiết: Khi động cơ hoạt động ở các chế độ tải khác nhau, đôi khi việc điều chỉnh rơ-le quá tải hoặc các thông số bảo vệ có thể khó khăn, yêu cầu phải có kỹ thuật viên có kinh nghiệm để điều chỉnh và thiết lập lại thiết bị sao cho phù hợp.
- Cần bảo dưỡng định kỳ: Mặc dù khởi động từ khá bền, nhưng vẫn cần phải kiểm tra và bảo trì định kỳ (như kiểm tra tiếp điểm, rơ-le bảo vệ quá tải) để đảm bảo hoạt động ổn định trong suốt thời gian sử dụng.
- Không phù hợp với các ứng dụng yêu cầu khởi động rất nhanh: Trong một số trường hợp cần khởi động động cơ rất nhanh mà không có thời gian chờ đợi, thiết bị khởi động từ có thể không phải là lựa chọn tối ưu. Đặc biệt đối với các động cơ có yêu cầu khởi động và dừng liên tục trong thời gian ngắn.
5. Ứng dụng của khởi động từ
Khởi động từ có rất nhiều ứng dụng trong hệ thống điện công nghiệp và dân dụng. Các ứng dụng của khởi động từ có thể kể đến như sau:
- Điều khiển động cơ điện: Khởi động từ được sử dụng phổ biến trong việc kết nối và ngắt kết nối động cơ 3 pha và 1 pha. Nó giúp đảm bảo khởi động và dừng động cơ an toàn, giảm ảnh hưởng đến hệ thống điện và bảo vệ động cơ trước các sự cố như quá tải và ngắn mạch.
- Hệ thống chiếu sáng: Khởi động từ được sử dụng để điều khiển các hệ thống chiếu sáng lớn như trong các nhà xưởng, sân vận động, khu công nghiệp và hệ thống đèn đường.
- Hệ thống bơm và xử lý nước: Trong hệ thống bơm nước và xử lý nước, khởi động từ được sử dụng để điều khiển máy bơm nước, đảm bảo hoạt động ổn định và an toàn cho hệ thống.
- Hệ thống sản xuất công nghiệp: Khởi động từ được sử dụng để điều khiển các thiết bị máy móc như máy nén khí, máy ép, máy cắt và các thiết bị khác.
6. Phân biệt điểm khác nhau giữa khởi động từ đơn và khởi động từ kép
6.1. Khởi động từ đơn
- Khởi động từ đơn là một khí cụ hạ áp được dùng để điều khiển việc đóng ngắt mạch từ xa, đảo chiều dòng điện và bảo vệ dòng điện quá tải. Khởi động từ đơn được xem là thiết bị không thể thiếu trong các hệ thống điện. Nhờ có khởi động từ đơn mà việc điều khiển các thiết bị sẽ diễn ra dễ dàng hơn với chế độ điều khiển tự động hoặc điều khiển từ xa.
Khởi động từ đơn
- Yêu cầu về kỹ thuật: Do động cơ điện không đồng bộ ba pha có thể làm việc được liên tục hay không tùy thuộc vào độ tin cậy của khởi động từ. Vì thế, khởi động từ đơn cần phải thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật như sau:
- Hệ thống tiếp điểm có độ bền chịu mài mòn cao.
- Có khả năng đóng cắt cao.
- Thao tác đóng cắt phải dứt khoát.
- Công suất tiêu thụ phải ít nhất
- Bảo vệ động cơ không bị quá tải lâu dài.
- Cần thỏa mãn điều kiện dòng khởi động (dòng điện khởi động từ 5 đến 7 lần dòng điện định mức.
- Nguyên lý làm việc của khởi động từ đơn: Khi cấp điện áp cho cuộn dây bằng nút nhấn khởi động M, cuộn dây contactor sẽ có điện và hút lõi thép di động và mạch từ khép kín lại và làm đóng các tiếp điểm chính để khởi động động cơ và đóng tiếp điểm phụ thường hở để duy trì mạch điều khiển khi buông tay khỏi nút nhấn khởi động. Khi nhấn nút dừng D thì khởi động từ đơn bị ngắt điện, dưới tác dụng của lò xo nén làm phần lõi di động trở về vị trí ban đầu, các tiếp điểm trở về vị trí thường hở và động cơ dừng hoạt động. Khi xảy ra sự cố quá tải động cơ thì rơ le nhiệt sẽ có chức năng làm ngắt mạch điện cuộn dây, do đó cũng ngắt khởi động từ và dừng động cơ điện.
Nguyên lý làm việc của khởi động từ đơn
6.2. Khởi động từ kép
- Khởi động từ kép là loại khởi động từ bao gồm hai contactor. Loại khởi động từ này được dùng để thay đổi chiều quay của động cơ nên còn được gọi là khởi động từ đảo chiều. Loại khởi động từ này nếu muốn gắn thêm mạch thì ta cần phải lắp thêm cầu chì.
Khởi động từ kép
- Nguyên lý hoạt động của khởi động từ kép: Khi nhấn nút MT thì cuộn dây contactor T có điện sẽ hút lõi thép di động và làm mạch từ khép kín lại và làm đóng tiếp điểm chính T để khởi động động cơ quay theo chiều thuận và đóng các tiếp điểm phụ thường hở T để duy trì mạch điều khiển khi buông tay khỏi nút nhấn khởi động MT. Để đảo ngược chiều quay động cơ thì ta nhấn nút nhấn MN thì cuộn dây contactor T mất điện, cuộn dây contactor N có điện sẽ hút lõi thép di động và mạch từ khép kín lại và làm đóng tiếp điểm chính N. Lúc này trên mạch động lực đảo hai dây trong ba pha điện làm cho động cơ đảo chiều quay ngược lại và tiếp điểm phụ thường hở N để duy trì mạch điều khiển khi buông tay khỏi nút nhấn khởi động MN. Quá trình đảo chiều quay sẽ lặp lại như trên. Khi nhấn nút dừng D thì khởi động từ N (hoặc T) bị ngắt điện, động cơ điện dừng hoạt động. Khi xảy ra sự cố quá tải động cơ thì rơ le nhiệt sẽ làm ngắt mạch điện cuộn dây và do đó cũng ngắt khởi động từ và động cơ điện.
Nguyên lý hoạt động của khởi động từ kép
Kết luận: Qua bài viết trên, Bảo An đã giúp bạn hiểu được về điểm khác nhau giữa khởi động từ đơn và khởi động từ kép. Hy vọng những kiến thức hữu ích này sẽ giúp ích cho công việc của các bạn.
