Contactor là gì?
Contactor hiểu đơn giản là một loại công tắc có chức năng điều khiển và chuyển đổi mạch điện hay còn gọi khởi động từ. Về cơ bản contactor cũng gần giống như một rơ le điện sở hữu mức điện áp tương đối cao. Theo đó contactor sẽ được điều khiển bởi một mạch điện với mức điện áp thấp hơn mà contactor cần đóng ngắt. Như vậy, khái niệm này hơi khác so với định nghĩa cho câu hỏi dry contact là gì mà nhiều người thường thắc mắc.
Contact là thiết bị làm nhiệm vụ đóng ngắt các mạch điện, giúp mạch điện không vượt quá giới hạn cho phép
Tóm lại, contact là thiết bị làm nhiệm vụ đóng ngắt các mạch điện, giúp mạch điện không vượt quá giới hạn cho phép. Cơ chế đóng ngắt của contactor là nhờ vào cơ cấu của điện từ, khí động hoặc thủy lực.
Mỗi contactor thường có 2 thông số cơ bản mà người dùng cần quan tâm. Đó là điện áp định mức và dòng điện định mức. Trong đó điện áp định mức là phần điện áp đặt ở 2 cực mạch dẫn của contactor. Còn dòng điện định mức sẽ chạy qua tiếp điểm chính của contactor khi mạch điện phụ tải đóng lại. Nhờ đó mạch điện chính sẽ không vượt quá ngưỡng cho phép.
Cấu tạo của contactor
Mỗi contactor được cấu tạo từ khá nhiều các bộ phận. Trong đó sẽ có 3 bộ phận quan trọng nhất. Bao gồm hệ thống tiếp điểm, nam châm điện, hệ dập hồ quang.
Cấu tạo của contactor
Hệ thống các tiếp điểm của contactor
Các tiếp điểm của contactor trong tụ điện có liên kết khá chặt chẽ với phần lõi từ. Dựa vào khả năng dẫn của tiếp điểm mà người ta thường chia thành 2 loại tiếp điểm. Trong đó tiếp điểm chính thường có trong hệ thống mạch động lực. Còn tiếp điểm phụ lại thường được lắp đặt trong các mạch điều khiển.
Tiếp điểm chính của contactor
Cho phép dòng điện có cường độ từ 10A cho đến vài nghìn Ampe chạy qua. Tiếp điểm chính có khả năng đóng mở trong trường hợp nguồn vào mạch từ của contactor bị hút lại.
Tiếp điểm phụ của contactor
Tiếp điểm phụ contactor chỉ cho phép dòng điện có cường độ nhỏ hơn 5A chạy qua. Tiếp điểm phụ luôn hoạt động ở 2 trạng thái đóng và mở. Theo đó tiếp điểm phụ sẽ đóng lại khi hệ thống dây nam châm điện trong contactor không còn được cấp điện nữa. Ngược lại khi có dòng điện chạy qua hệ thống dây nam châm điện, tiếp điểm phụ sẽ ở trạng thái mở.
Nam châm điện
Nam châm điện trong mỗi contactor lại cấu tạo từ 3 thành phần chính, bao gồm:
- Cuộn dây giữ vai trò tạo ra lực hút cho nam châm
- Lõi sắt
- Hệ thống lò xo sẽ làm nhiệm vụ đẩy cho phần nắp về đúng vị trí bạn đầu
Hệ thống dập hồ quang
Trong trường hợp chuyển mạch, hồ quang điện thường tác động làm cho hệ thống các tiếp điểm bị cháy, hao mòn đi. Lúc này hệ thống dập hồ quang sẽ làm nhiệm vụ dập hồ quang điện, bảo vệ các tiếp điểm.
Nguyên lý hoạt động của contactor
Khác với các loại rơ le bình thường, contactor liên kết trực tiếp với hệ thống phụ tải. Theo contactor có thể hoạt động được là nhờ vào hiện tượng cảm ứng điện từ.
Khi dòng điện bắt đầu chạy qua phần nam châm điện sẽ kéo theo một từ trường mới đã được sinh ra. Lúc đó lõi di động của contactor lập tức bị hút lại. Đồng thời cuộn nam châm bắt đầu hút nhiều điện hơn. Quá trình này cứ tiếp diễn đến khi điện cảm tăng và chạy vào cuộn dây.
Song song với đó, lõi di động sẽ bắt đầu thúc đẩy cho hệ thống tiếp điểm cộng. Kết quả tạo ra lực nhờ vào nam châm điện và giữ cho hệ thống tiếp điểm đi vào đúng vị trí. Trường hợp cuộn dây bị ngắt nguồn điện, lõi nam châm điện lại được đưa trở về vị trí ban đầu nhờ vào lò xo đẩy.
Với loại contactor cho dòng điện xoay chiều, phía ngoài phần lõi lại được bao quanh bởi một cuộn chắn. Cuộn chắn này có tác dụng duy trì từ thông bên trong phần lõi.
Các loại contactor
Để phân loại contactor người ta thường dựa vào khá nhiều tiêu chí. Chẳng hạn như theo nguyên lý truyền động, theo số cực, dòng điện định mức,..
Phân loại contactor theo nguyên lý hoạt động: Dựa vào nguyên lý hoạt động contactor thường chia thành loại thủy lực, loại điện từ, loại ép hơi. Trong đó sử dụng phổ biến nhất hiện nay vẫn là loại contactor điện từ.
Phân loại contactor dựa vào dòng điện: Tương ứng với dòng điện xoay chiều, dòng điện một chiều. Chúng ta sẽ có contactor AC, contactor DC.
Phân loại contactor theo dòng điện định mức: Dựa vào dòng điện định mức, contactor sẽ chia thành khá nhiều loại. Phổ biến là những loại contactor có cường độ dòng điện từ 9A đến 800A.
Phân loại contactor dựa vào số cực: Contactor 1 pha và contactor 3 pha hiện đang được sử dụng phổ biến nhất. Tuy nhiên cách đấu contactor 3 pha và 1 pha cũng có đôi chút khác biệt.
Phân loại contactor theo cấp điện áp: Dựa vào cấp điện áp người ta thường chia contactor thành loại hạ thế và trung thế.
Sơ đồ chân contactor
Dựa vào số cực tiếp xúc, dẫn đến cách đấu dây contactor cũng có đôi chút khác biệt. Bạn nên tìm hiểu kỹ cách đấu contactor theo 2 sơ đồ sau:
Sơ đồ đấu dây contactor 1 pha
Contactor 1 pha sẽ dùng đến 1 hoặc 2 cực để tạo ra 1 tiếp điểm đóng ngắt dùng cho dòng điện 220V, 24V 1 pha. Sơ đồ đấu nối contactor 1 pha dưới đây sẽ giúp bạn hiểu về cách lắp đặt.
Từ sơ đồ có thể thấy nguồn điện 1 pha sẽ chỉ có 1 dây mát và 1 dây lửa. Vậy nên bạn cần cấp nguồn chân 1A, 3A. Còn với chân A2, A3 lại đấu nối tải.
Sơ đồ đấu dây contactor 3 pha
Contactor 3 pha sẽ gồm có 3 cực tạo ra 3 tiếp điểm khác nhau. Contactor 3 pha thường dùng cho dòng điện xoay cho từ 220V đến 480V.
Việc đấu nối contactor 3 pha cũng không khó lắm. Về cơ bản cách đấu nối contactor 3 pha cũng gần giống với loại 1 pha. Điểm khác biệt duy nhất là ở số lượng cực ngắt.
Cách chọn contactor
Muốn chọn được contactor phù hợp với động cơ, bạn cần lưu ý đến những thông số quan trọng. Đó là điện áp điều khiển, dòng điện phù hợp.
Điện áp điều khiển
Trước tiên bạn cần xác định xem điện áp mà tụ điện đang dùng thuộc nguồn xoay chiều hay một chiều. Tại Việt Nam mang lưới điện 3 pha thường có mức điện áp áp 220V và 480V. Trong đó mạng điện lưới dân dụng điện áp luôn là 220V. Tuy nhiên với một số dòng thiết bị cũ của Nhật Bản thì điện áp lại là 110V. Trong khi đó dòng máy cũ của Trung Quốc điện áp sử dụng lại là dòng điện 380V.
Chọn dòng điện phù hợp với động cơ
Với động cơ 1 pha
Nếu động cơ đang sử dụng là dạng 1 pha, bạn hãy áp dụng công thức P=UIcosφ. Từ đó suy ra I=P/(Ucosφ). Trong đó từng đơn vị trong công thức sẽ có ý nghĩa như sau:
- I là cường độ dòng điện điện mà động cơ sử dụng
- P là công suất của động cơ
- U là hiệu điện thế hay điện áp sử dụng
- Cosφ=0.8 là hệ số công suất
Với động cơ 3 pha
Trường hợp đang sử dụng động cơ 3 pha, bạn có thể áp dụng công thức sau: P=√3UIcosφ. Từ đó suy nghĩ I=P/( √3Ucosφ). Trong đó:
- I là cường độ dòng điện điện mà động cơ sử dụng
- P là công suất của động cơ
- U là hiệu điện thế hay điện áp sử dụng
- Hệ số công suất cosφ=0.8 hoặc 0.96 với loại contactor có nguồn cấp qua biến tần
Ứng dụng của contactor trong đời sống
Trong lĩnh vực sản xuất công nghiệp, contactor là thiết bị được sử dụng rộng rãi trong nhiều nhà máy. Với mục đích điều khiển quá trình hoạt động của các động cơ. Từ đó giúp hệ thống thiết bị vận hành an toàn và trơn tru hơn. Hệ thống contactor được xem như giải pháp giúp gia tăng tính tự động hóa trong sản xuất có tính ổn định và dễ sử dụng.
Sử dụng contactor để điều khiển động cơ
Trong mỗi nhà máy sản xuất, contactor luôn được kết nối với rơ le đóng ngắt. Nhằm bảo vệ cho động cơ khi phải hoạt động quá công suất.
Sử dụng contactor để điều khiển tụ bù
Việc đóng ngắt tụ bù rất cần thiết để bù đắp lại phần công suất phản kháng. Trường hợp này này contactor trong hệ thống tụ bù sẽ đóng vai điều khiển tụ bù. Nhằm đảm bảo quá trình đóng ngắt sao cho phù hợp với tình trạng tải.
Sử dụng contactor để điều khiển hệ thống đèn chiếu sáng
Hệ thống thống đèn chiếu sáng trong mỗi nhà máy sản xuất bao gồm có rất nhiều thiết bị. Nếu đóng ngắt theo phương thủ công chắc chắn phải mất rất nhiều thời gian.
Tuy nhiên nhờ vào contactor, hệ thống đèn chiếu sáng sẽ được đóng ngắt đúng theo quy định một cách nhanh chóng, chính xác. Điều này giúp cho những cơ sở sản xuất hoạt hiệu quả hơn và tiết giảm đi khá nhiều điện năng tiêu thụ.
Sử dụng contactor để khởi động sơ đồ sao – tam giác
Contactor có khả năng biến từ sơ đồ sao sang dạng tam giác. Nhằm giúp các thiết bị hoạt động ổn định và giảm tải sao cho phù hợp với nhu cầu sử dụng.
