Tìm hiểu thông tin về khởi động từ

Với khởi động từ, con người có thể điều khiển một cách dễ dàng mạch điện từ xa có phụ tải với điện áp có thể lên đến 500v và dòng lên đến 600A. Sự kết hợp của khởi động từ và các thiết bị điện mà chúng ta có thể bật tắt hệ thống đèn chiếu sáng, hệ thống tưới nước, vận hành động cơ hoặc các tụ bù thông qua nút nhấn, tự động...

1. Khởi động từ là gì?

Khởi động từ hay còn được gọi là công tắc tơ hay contactor là một thiết bị dùng để điều khiển đóng/mở thiết bị không thể thiếu trong các hệ thống. Mục đích của nó là để đảm bảo an toàn cho các thiết bị. Hiểu đơn giản thì công tắc tơ giống như một thiết bị công nghiệp có thể điều khiển các thiết bị khác như máy bơm, máy hút, đèn, còi….

Khởi động từ có nhiều hình dạng với nhiều công suất và tính năng khác nhau. Contactor có dải hoạt động từ chỗ chỉ có dòng cắt một vài Ampe cho đến hàng ngàn Ampe và 24 VDC cho tới kilôvôn.

Kích thước vật lý của contactor dao động từ một thiết bị đủ nhỏ để có thế bật tắt với một tay cho tới khi các thiết bị lớn có kích thước khoảng một mét trên một mặt.

Thông thường ta sẽ gặp nhiều nhất trên thị trường là loại công tắc tơ 1 pha và công tắc tơ 3 pha. Trong đó loại công tắc tơ 3 pha được sử dụng nhiều nhất.

• - Công tắc tơ 1 pha: Công tắc tơ 1 pha là thiết bị đóng ngắt sử dụng 1 hoặc 2 cực tạo ra 1 tiếp điểm đóng ngắt sử dụng nguồn điện 1 pha 220v hoặc 24v.
• - Công tắc tơ 3 pha: Công tắc tơ 3 pha là thiết bị được tích hợp 3 cực tạo 3 tiếp điểm đóng ngắt relay khác nhau; sử dụng nguồn điện xoay chiều AC 3 pha  220V / 240V / 380V / 480V.

>>>> Xem thêm: CB Tep (MCB): Công dụng chức năng trong đời sống

2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:

2.1. Cấu tạo của khởi động từ:

Trong các hệ thống điện và điều khiển động cơ, khởi động từ có các thành phần chính đóng vai trò quan trọng trong việc khởi động, dừng và bảo vệ động cơ khỏi các vấn đề như quá tải và ngắn mạch. 

• - Cuộn điều khiển(Coil): Đây là một cuộn dây được làm từ vật liệu dẫn điện như đồng, được nối với nguồn điện. Khi điện áp được cấp vào cuộn dây, nó tạo ra một trường từ và tạo ra lực hút lên bộ cơ cấu chấp hành chính.
• - Bộ cơ cấu chấp hành (Mechanism): Bộ cơ cấu bao gồm các bộ phận cơ học, chẳng hạn như bộ điện từ và cơ cấu chuyển đổi, được kết nối với cuộn dây điện. Khi lực từ tạo ra bởi cuộn dây được kích hoạt, bộ cơ cấu sẽ thực hiện các hành động như đóng hoặc mở.
• - Các tiếp điểm (Contacts): Thiết bị bao gồm các tiếp điểm điện, bao gồm tiếp điểm chính (main contacts) và tiếp điểm phụ (auxiliary contacts). Các tiếp điểm này sẽ mở hoặc đóng tùy theo trạng thái của khởi động từ.

Bên cạnh đó các thông số cơ bản quan trọng bạn cần biết:

• - Dòng khởi động (Starting Current): Đây là dòng điện lớn nhất mà khởi động từ phải xử lý khi thiết bị được khởi động.. Dòng điện khởi động ban đầu luôn cao hơn dòng điện hoạt động bình thường.
• - Dòng hoạt động (Operational Current): Đây là dòng điện duy trì trong quá trình hoạt động bình thường của thiết bị.
• - Điện áp làm việc (Rated Voltage): Điện áp tối đa mà thiết bị có thể hoạt động ổn định.
• - Thời gian đóng mở (Operating Time): Thời gian để hoàn thành quá trình đóng hoặc mở tiếp điểm sau khi nhận tín hiệu điều khiển.

2.2 Nguyên lý hoạt động:

Khởi động từ cho phép đóng ngắt Contactor. Để hiểu rõ hơn về nguyên lý hoạt động công tắc tơ , hãy theo dõi phần tiếp theo của chúng tôi. Có thể nói rằng khởi động từ có nguyên lý hoạt động tương đối khá phức tạp. 

Đầu tiên, khi mạch điện điều khiển được cung cấp nguồn có giá trị tương đối với giá trị của điện áp định mức khởi động từ vào vị trí 2 đầu cuộn dây được quấn trên phần lõi và sau đó cố định nó thì một lực từ sẽ được sản sinh ra.

Lúc này, lực từ sẽ hút phần lõi thép di động và mạch từ sẽ vào trạng thái khép kín lại để hình thành một mạch từ kín. Lực từ tại thời điểm đó sẽ lớn hơn mức độ phản lực của lò xo. Đồng thời lúc này, công tắc cơ cũng bắt đầu đi dần vào trạng thái khởi động. 

Tiếp điểm chính sẽ đóng khi bộ phận liên động về cơ giữa lõi từ di động cùng với hệ thống tiếp điểm. Động cơ sẽ đi vào trạng thái bắt đầu hoạt động và tiếp điểm phụ sẽ bắt đầu chuyển đổi trạng thái (nếu đang đóng sẽ được mở ra còn nếu bình thường đang hở sẽ được đóng lại).

Trạng thái này sẽ tiếp tục được duy trì cho đến khi cuộn dây không còn được cung cấp nguồn điện. Phần lõi di động sẽ trở về vị trí ban đầu của nó nếu khởi động từ bị ngắt điện dưới sự tác dụng của lò xo nén . Đồng thời các tiếp điểm chính và phụ cũng sẽ ngay lập tức trở về trạng thái ban đầu và các động cơ sẽ ngừng hoạt động. 

Trong trường hợp xảy ra sự cố quá tải của động cơ. Lúc này, rơle nhiệt tự động ngắt các mạch điện của cuộn cảm. Vì vậy, khởi động từ sẽ bị ngắt, đồng thời động cơ điện cũng sẽ ngừng hoạt động theo.

>>>> Đọc thêm: Công tơ điện tử 1 pha EMIC

3. Ứng dụng của khởi động từ trong cuộc sống:

Sản phẩm được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày. Có thể kể đến như:

• - Ngành công nghiệp sản xuất và dân dụng: Thiết bị này được sử dụng để điều khiển và vận hành các động cơ hoặc các thiết bị nhằm đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành.

Điều khiển hệ thống đèn chiếu sáng: Bạn có thể tự động bật/tắt đèn theo giờ hoặc ngày quy định.

Dùng để khởi động motor sao tam giác: Giúp thay đổi chế độ vận hành của motor, làm giảm tối đa dòng khởi động.

Điều khiển động cơ: Cấp nguồn để motor có thể khởi động trực tiếp hoặc có thể kết hợp với rơ le nhiệt. Để đảm bảo cho motor hoạt động ổn định không bị quá tải.

Điều khiển tụ bù: Contactor sẽ được điều khiển bằng bộ tù. Nhằm mục đích đóng cắt các cấp của tụ bù để phù hợp với tải làm việc

• - Ngành tự động hóa:

Ngành tự động hóa luôn đòi hỏi xử lý những công việc có tính chất phức tạp và khó khăn cao. Vậy nên cần phải có sự can  thiệp của bộ xử lý để có thể hỗ trợ trong việc vận hành.

Nó giống như 1 cầu giao khi đóng ngắt nguồn cấp cho các thiết bị nên chúng được xuất hiện trong tất cả các hệ thống điều khiển tự động trong công nghiệp. Với những hệ thống yêu cầu cao hơn thì không thể thiếu các khởi động từ.

Khởi động từ có ích thước nhỏ gọn có thể tận dụng khoảng không gian hẹp để lắp đặt và thao tác mà cầu dao không thực hiện được. Điều khiển đóng cắt từ xa có vỏ ngăn hồ quang phóng ra bên ngoài nên an toàn tuyệt đối cho người thao tác với hệ thống điện, thời gian đóng cắt nhanh, độ bền cao, hoạt động ổn định,...

Do đó, nó được sử dụng rộng rãi để điều khiển đóng cắt trong mạch điện hạ áp đặc biệt sử dụng nhiều trong các nhà máy công nghiệp.