Sơ lược khởi động từ

Như chúng ta đã biết, Công tắc tơ (Contactor) là khí cụ điện dùng để đóng, ngắt thường xuyên các mạch điện động lực, từ xa, bằng tay (qua hệ thống nút bấm) hoặc tự động. Việc đóng cắt công tắc tơ có tiếp điểm có thể được thực hiện bằng nam châm điện, thủy lực hay khí nén. Thông thường ta gặp loại đóng cắt bằng nam châm điện.

Contactor là bộ phận trung gian để đóng cắt nguồn cung cấp điện cho tải (tải ở đây có thể là động cơ điện, bơm nước hay cấp nguồn…). nói cách khác nó là công tắc điện. Ta có thể điều khiển được.

Những năm gần đây người ta đã chế tạo loại công tắc tơ không tiếp điểm, việc đóng ngắt công tắc tơ loại này được thực hiện bằng cách cho các xung điện để khóa hoặc mở các van bán dẫn (thyristor, triac). Công tắc tơ có tần số đóng cắt lớn, có thể tới 1800 lần trong một giờ.

Cấu tạo của Công Tắc Tơ (Contactor)

Nguyên Lý Làm Việc:

Khi cuộn hút của công tắc tơ chưa được cấp điện, lò so hồi vị kéo lõi thép động cách xa khỏi lõi thép tĩnh . Các cặp tiếp điểm chính  ở trạng thái mở, cặp tiếp điểm thường mở của tiếp điểm phụ  ở trạng thái mở còn cặp tiếp điểm thường đóng của tiếp điểm phụ  ở trạng thái đóng.

Khi đặt vào hai đầu cuộn hút một điện áp xoay chiều có trị số định mức. Dòng điện xoay chiều trong cuộn hút sẽ sinh ra một từ thông móc vòng qua cả hai lõi thép và khép kín mạch từ. Chiều và trị số của từ thông sẽ biến thiên theo chiều và trị số của dòng điện sinh ra nó, nhưng xét tại một thời điểm nhất định thì từ thông đi qua bề mặt tiếp xúc của hai lõi thép là cùng chiều nên sẽ tạo thành ở 2 bề mặt này hai cực trái dấu của nam châm điện N-S (cực nào có chiều từ thông đi vào là cực Nam còn cực nào có chiều từ thông đi ra là cực Bắc).

Kết quả là lõi thép động sẽ bị hút về phĩa lõi thép tĩnh và kéo theo tay đòn, làm cho các tiếp điểm chính  và tiếp điểm phụ  đang ở trạng thái mở sẽ đóng lại, tiếp phụ còn lại đang ở trạng thái đóng sẽ mở ra.

Khi cắt điện vào cuộn hút, lò xo hồi vị sẽ kéo lõi thép động  về vị trí ban đầu.

Tuy nhiên, để chọn được contactor phù hợp, đối với tải cho phù hợp thì cần tính toán để chọn loại cho phù hợp cả về kích thước, tính năng sử dụng.

Thường các hãng sản xuất đã hỗ trợ sẵn việc chọn contactor với công suất động cơ phù hợp trên ngay trên catalogue sản phẩm của họ.

Tuy nhiên, trong một số trường hợp thiết kế yêu cầu, hoặc có những yêu cầu riêng biệt ta vẫn phải tính toán để chọn cho phù hợp.

Các thông số cơ bản của contactor gồm:

– Điện áp Ui: là điện áp chịu được khi làm việc của contactor, nếu vượt quá điện áp thì contactor sẽ bị phá hủy, hỏng.

– Điện áp xung chịu đựng: Uimp, khả nawg chịu đựng điện áp xung của contactor

– Điện áp Ue: giải điện áp mà contactor chịu được, trên mỗi contactor thời ghi rõ dải dòng và áp làm việc mà nó chịu đựng được

– Dòng điện In: là dòng điện chạy qua tiếp điểm chính của contactor khi làm việc (tải định mức và điện áp định mức)

– Dòng điện ngắn mạch Icu: dòng điện mà contactor chịu đựng được trong vòng 1s, thường nhà sản xuất cung cấp theo loại contactor.

– Điện áp cuộn hút Uax: theo mạch điều khiển ta chọn, có thể là DC, AC, 110V hay 220V

Ta có thể tính toán cụ thể như sau:

Giả sử có tải động cơ điện 3 pha, 380V, công suất 3kW. Ta tính chọn như sau:

– Từ công suất động cơ ta tính ra dòng điện định mức khi động cơ là việc ổn định I=P/(1,73xUdmx0,85)
ở đây ta tính được Idm=3000/(1,73x380x0,85)=5,4A.

Dòng điện của contactor bạn chọn Ict=Idm x hệ số khởi động. Hệ số khởi động lấy 1,2-1,4 Idm

Vậy dòng Ict=5,4×1,4=7,56A. Ta chọn contactor dòng làm việc từ 8A trở lên là được, dòng của rơ le nhiệt bằng dòng của contactor.

Theo tính toán chi tiết, ta chọn chính xác như thế, nhưng thông thường chọn theo kinh nghiệm như sau:

– Idm = Itt x 2

– Iccb = Idm x 2

– Ict = (1,2-1,5)Idm

Ta nên chọn dòng contactor cao hơn để đảm bảo làm việc lâu dài nhưng cũng phù hợp, không nên cao quá sẽ tăng chí phí và thay đổi thiết kế khi kích thước thay đổi.