Chương 3: Các linh kiện sử dụng trong quá trình học tập nghiên cứu
3.1.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Contactor
- Contactor bao gồm 3 bộ phận chính:
Nam châm điện: gồm có các chi tiết: Cuộn dây dùng tạo ra lực hút nam châm;
Lõi sắt; Lò xo tác dụng đẩy phần nắp trở về vị trí ban đầu.
Hệ thống dập hồ quang: Khi chuyển mạch, hồ quang điện sẽ xuất hiện làm các tiếp điểm bị cháy và mòn dần, vì vậy cần hệ thống dập hồ quang.
Hệ thống tiếp điểm: gồm có tiếp điểm chính và tiếp điểm phụ
• Tiếp điểm chính: Có khả năng cho dòng điện lớn đi qua. Tiếp điểm chính là tiếp điểm thường hở đóng lại khi cấp nguồn vào mạch từ của contactor trong tủ điện làm mạch từ hút lại.
• Tiếp điểm phụ: Có khả năng cho dòng điện đi qua các tiếp điểm nhỏ hơn 5A. Tiếp điểm phụ có hai trạng thái: Thường đóng và thường mở.
Tiếp điểm thường đóng là loại tiếp điểm ở trạng thái đóng (có liên lạc với nhau giữa hai tiếp điểm) khi cuộn dây nam châm trong contactor ở trạng thái nghỉ (không được cung cấp điện). Tiếp điểm này mở ra khi contactor ở trạng thái hoạt động. Ngược lại là tiếp điểm thường mở.
Như vậy, hệ thống tiếp điểm chính thường được lắp trong mạch điện động lực, còn các tiếp điểm phụ sẽ lắp trong hệ thống mạch điều khiển của Contactor.
Hình ảnh: Cấu tạo Contactor - Khởi động từ
Nguyên lý hoạt động của contactor như sau: Khi cấp nguồn trong mạch điện điều khiển bằng với giá trị điện áp định mức của Contactor vào hai đầu 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 mạch từ kín (lúc này lực từ sẽ lớn hơn phản lực của lò xo).
Contactor 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 contactor ở trạng thái nghỉ và các tiếp điểm lại trở về trạng thái ban đầu.
-Các tiếp điểm của công tắc tơ
Tiếp điểm thiết kế trong contactor rất quan trọng. Đây là phụ kiện tích hợp nhằm thực hiện nhiệm vụ đóng ngắt thiết bị của contactor. Nó bao gồm 2 tiếp điểm được thể hiện phía dưới đây
Tiếp điểm chính của contactor
Tiếp điểm chính là tiế điểm gốc. Tất nhiên tại đây dòng điện cường độ cao có thể đi qua và ta mặc định đây là một loại tiếp điểm thường hở
Dòng tiếp điểm chính của contactor chỉ đóng lại khi chúng ta ban một nguồn cấp vào con công tắc tơ để kích thích nó hoạt động
Tiếp điểm phụ của contactor
Khác với tiếp điểm chính thì con tiếp điểm phụ kèm theo trong contactor lại có 2 tiếp điểm: Thường đóng và thường mở. Tuy nhiên; dòng điện cho phép đi qua tiếp điểm này rất nhỏ và mặc định không được vượt quá 5A
Lưu ý thêm về các tiếp điểm thường đóng và thường mở:
Tiếp điểm thường đóng là gì?
Tiếp điểm thường đóng là các loại tiếp điểm có khả năng kết nối lại mới nhau.
Chúng ta liên tưởng chúng như 2 bờ sông vậy. Chắc chắn phải có một cây cầu bắc qua thì mới đi được
Các dòng tiếp điểm đóng cũng vậy. là cầu nối trung gian cho đường truyền các tín hiệu điện
Tiếp điểm thường mở là gì?
Là một dạng tiếp điểm hở. Tức là không có sự kết nối giữa 2 tiếp điểm và đây được gọi là tiếp điểm ở trạng thái OFF
Công tắc tơ 1 pha là gì?
Contactor 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
Sơ đồ đấu dây contactor 1 pha
Dưới đây là hình ảnh minh họa chi tiết cách đấu dây công tắc tơ ( khởi động từ ) 1 pha dùng tỏng dây chuyền sản xuất
Đối với nguồn điện 1 pha nó chỉ có 2 dây nóng lạnh hay còn gọi là dây mát và dây lửa. Ta cấp nguồn này vào các chân A1 – A3
Còn 2 chân A2 và A3 ta đấu nối tải Contactor 3 pha là gì
Công tắc tơ 3 pha hay còn gọi khởi động từ 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 / 380 V / 480V
Sơ đồ đấu dây contactor 3 pha
Dưới đây sơ đồ sẽ thể hiển rõ nét cách đấu khởi động từ 3 pha trong công nghiệp
Thực ra; cách đấu khoi dong tu 3 pha hoặc 1 pha không hề khó. Chúng ta chỉ cần để ý một chút là có thể xử lý được bất kỳ các tình huống đấu dây nào của thiết bị này. Như hình trên con công tắc tơ đang làm nhiệm vụ điều khiển bơm thông qua con công tắc mực nước
Cấu tạo công tắc tơ 1 pha và 3 pha
Chung quy vaề cấu tạo khởi động từ công tắc tơ 1 pha và 3 pha thì căn bản gần như giống nhau. Chúng chỉ khác nhau về số lượng cực đóng ngắt và số lượng relay output ra
Ví dụ cấu tạo công tắc cơ 1 pha thì sử dụng một cuộn dây đồng quấn quanh lõi thép. Nhưng cấu tạo công tắc tơ 3 pha lại có tới 3 cuộn dây đồng quấn quanh 3
lõi thép. Và đây cũng có thể được xem như một loại công tắc điện dạng ON- OFF
Ưu điểm của Contactor:
Kích 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,... vì những ưu điểm trên contactor 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.
Ứng dụng của Contactor:
Contactor là thiết bị điều khiển để đóng ngắt nguồn cấp cho thiết bị do đó được sử dụng rất phổ biến trong hệ thống điện.
Trong công nghiệp Contactor được sử dụng để điều khiển vận hành các động cơ hay thiết bị điện để an toàn khi vận hành. Đây là một giải pháp tự động hóa bằng phương pháp cơ điện. Phương pháp này không xử lý những quá trình phức tạp nhưng nó đơn giản và có độ ổn định cao, dễ sửa chữa.
Trong ngành tự động hóa ngày nay đòi hỏi xử lý những công việc có tính chất phức tạp và khó khăn cần phải có sự can thiệp của bộ xử lý nên phương pháp cơ điện tử ra đời để đáp ứng được những quy trình sản xuất tiên tiến. Contactor vẫn là thiết bị được sử dụng nhiều trong công nghiệp và cả dân dụng:
- Contactor điều khiển động cơ: 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: 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 đảm bảo đóng cắt các cấp tụ phù hợp với tải.
- Contactor điều khiển đèn chiếu sáng: có thể điều khiển contactor bằng rơ le thời gian hoặc PLC để đóng cắt điện cấp cho đèn chiếu sáng để bật/tắt đèn theo giờ quy định.
- 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 gặp các sự cố về pha. Khi contactor nhả ra
thì hệ thống/thiết bị đằng sau sẽ mất nguồn điện phải dừng hoạt động do đó bảo vệ an toàn cho thiết bị.