Contactor

Contactor là một trong các linh kiện điện quen thuộc đối với ngành điện, chúng đóng vai trò rất quan trọng đối với các hệ thống điện và thiết bị điều khiển chuyển đổi mạch điện như relay. Vậy contactor là gì? Cấu tạo và nguyên lý ra sao là điều được mọi người quan tâm. Hãy cùng An Lạc đọc bài viết trên sẽ thấy được contactor là như thế nào và những gì đề cập về sản phẩm này trong bài viết sau!

Contactor là gì?

Công tắc cơ là thiết bị điện hạ áp và có vai trò như một thiết bị điều khiển và được dùng để chuyển đổi mạch điện, tương đương với một relay tuy nhiên nó tương ứng với mức dòng điện cao hơn. Contactor được điều khiển bằng mạch điện có điện áp thấp hơn đáng kể so với nguồn điện áp mà thiết bị đóng/ngắt.

Thao tác đóng ngắt của contactor có thể tiến hành bằng cơ cấu điện từ như cơ cấu khí động hoặc cơ cấu thuỷ lực. Nhưng phổ biến nhất là những dạng contactor điện từ. Trong bài viết chúng tôi sẽ tiếp tục bàn về contactor đóng ngắt theo cơ chế điện từ.

Cấu tạo contactor

Câu trả lời về cấu tạo contactor là gì đó là gồm 3 bộ phận chính:

• Nam châm điện: Bao gồm có những bộ phận như sợi dây sử dụng để chế tạo ra sức hút nam châm, lõi thép và lò xo có nhiệm vụ đưa phần vỏ điện trở về chỗ cũ.
• Hệ thống dập hồ quang: Khi chuyển đổi mạch thì hồ quang điện sẽ phát sinh làm cho tiếp điểm bị biến dạng rồi hỏng đi, do đó cần thiết hệ thống dập hồ quang.
• Hệ thống các tiếp điểm của contactor: Bao gồm có tiếp điểm chính và tiếp điểm phụ.

               + Tiếp điểm chính: Có khả năng cho phép dòng điện cao vượt qua. Tiếp điểm chính là tiếp điểm hay mở và sẽ đóng trở lại khi cấp nguồn cho mạch từ của contactor hoặc ổ điện làm mạch từ hút điện.

               + Tiếp điểm phụ: Có khả năng đưa dòng điện vượt qua những tiếp điểm bé hơn 5A. Tiếp điểm phụ có hai trạng thái là lúc đóng và khi mở.

Trong thực tế, tiếp điểm hay đóng là những tiếp điểm có trạng thái đóng (có tính nối liền mạch của hai tiếp điểm) khi cuộn dây nam châm trong contactor có trạng thái tĩnh (không được cấp điện) . Tiếp điểm chính mở ra khi contactor vào trạng thái hoạt động. Ngược lại là tiếp điểm phụ mở.

Như vậy là hệ thống tiếp điểm chính sẽ được lắp đặt trong mạch điện động lực, và những tiếp điểm phụ sẽ lắp đặt trong hệ thống mạch điều khiển của contactor.

Nguyên lý hoạt động của contactor

Khi cấp nguồn trong mạch điện điều khiển tương đương với giá trị điện áp định mức của contactor vào hai đầu đoạn dây ở trên phần lõi từ đã được ổn định trước đó thì sức từ phát ra sẽ hút phần lõi từ vào và tạo mạch từ khép kín (khi này sức từ sẽ mạnh hơn lực của lò xo) . Contactor vào trạng thái hoạt động.

Nhờ sự liên động về cơ của lõi từ di động cùng hệ thống tiếp điểm sẽ làm các tiếp điểm chính đóng mở còn tiếp điểm phụ chuyển đổi trạng thái (khi ấy các contactor khi đóng sẽ mở ra và khi mở sẽ đóng trở lại) và trạng thái bình thường sẽ được giữ. Khi nguồn điện ngắt cấp vào đầu dây các contactor vào trạng thái dừng còn những tiếp điểm phụ quay trở lại trạng thái nghỉ

Các thông số contactor

Dòng điện định mức: Là nguồn điện cung cấp cho thiết bị sử dụng, khi đóng mạch điện phụ tải thì nguồn điện sẽ truyền qua hệ thống tiếp điểm chính của contactor. Với giá trị này của dòng điện thì mạch dẫn chính của contactor không bị nhiệt vượt ngưỡng an toàn.

Điện áp định mức: Là điện áp đặt trên hai đầu của mạch điện chính của contactor.

Khả năng đóng của contactor: Giá trị của dòng điện được đo khi mà contactor có thể đóng thành công. Thường thì giá trị này gấp từ 1 đến 7 lần giá trị dòng điện định mức.

Khả năng ngắt của contactor: Giá trị của nó được đo khi dòng điện ngắt, nghĩa là contactor có thể được ngắt thành công. Thông thường thì giá trị này gấp từ 1 đến 10 lần dòng điện định mức.

Độ bền cơ: Là số lần đóng ngắt khi không có dòng điện chạy qua hệ thống tiếp điểm của contactor. Vượt trên số lần đóng ngắt ấy thì toàn bộ tiếp điểm coi đã bị hỏng và không còn dùng được nữa. Các dòng contactor thông thường có độ bền cơ từ 5 triệu đến 10 triệu lần đóng ngắt.

Độ bền điện: Là tuổi thọ của thiết bị có số lần đóng ngắt tối đa. Contactor loại thông thường có độ bền điện khoảng 200.000 – 1 triệu lần đóng ngắt.

Phân loại contactor

Contactor hiện nay được phân theo nhiều loại khác nhau như:

Theo cơ chế sinh điện: Ta có contactor kiểu điện từ trường, kiểu khí nén, kiểu lò xo, . .. Trong đó, contactor kiểu điện từ trường hay được dùng.

Theo kiểu dòng điện: Contactor điện một chiều và contactor điện ngược một chiều.

Theo cấu trúc: Người ta chia contactor dùng cho chỗ giới hạn chiều cao (ví dụ cột điện hay hầm xe) và những chỗ giới hạn chiều cao (chẳng hạn như trạm tàu điện ngầm) .

Theo dòng điện định mức: Contactor 9A, 12A, 18A, . ... 800A hoặc lớn hơn.

Theo các pha: Contactor 1 pha và 3 pha, thông dụng nhất là contactor 3 pha.

Theo cấp điện áp: Contactor trung thế và contactor hạ áp.

Theo điện áp cuộn hút: Cuộn hút 1 chiều 24VDC, 48VDC, . ..cuộn hút xoay chiều 220 VAC, 380 VAC, . ..

Theo nhu cầu chuyên biệt: Một số công ty sản xuất contactor chuyên biệt theo một ứng dụng cụ thể, chẳng hạn như contactor chuyên biệt với tụ bù của công ty Schneider, . ..

Ứng dụng của contactor

Như đã nói, contactor là hệ thống điều khiển đóng ngắt nguồn cung cấp vào máy và nó được ứng dụng rất nhiều trong ngành điện.

Bên cạnh đó, đối với ô tô thì contactor cũng được ứng dụng nhiều trong việc điều khiển và vận hành động cơ ô tô nhằm tăng độ ổn định khi hoạt động.

Việc ứng dụng contactor cũng là một trong các ứng dụng điều khiển theo cách thủ công có độ an toàn cao và cũng dễ dàng sửa chữa.

Contactor cũng được ứng dụng trong việc điều khiển "sao - tam giác" và điều khiển tụ bù và điều khiển hệ thống chiếu sáng.

Cách lựa chọn contactor

Bởi vì có rất nhiều cách phân loại cho nên cần thiết phải xác định cách lựa chọn contactor là như thế nào cho đúng vừa thích hợp với hệ thống điện và vừa phát huy hết tác dụng. Hãy cùng Điện City khám phá cách lựa chọn contactor cho tụ bù và động cơ theo hướng dẫn sau nhé!

Lựa chọn contactor cho tụ bù

Khi lựa chọn contactor cho tụ bù, bạn phải căn cứ trên những tham số đơn giản như A, C, Cosφ.

Iđm = Itt x 2.

Iccb = Iđm × 2.

Ict = (1.2 – 1.5) x Iđm.

Ta tính toán trong trường hợp trên như sau:

Tải động cơ 3P, 380V và 3kW, tính toán dòng định mức theo hệ số như sau:

Iđm = P/(1.73 x 380 x 0.85) , tại đây chỉ số Cosφ là 0.85.

Ta tính toán được: P = 3000/(1.73 x 380 x 0.85) = 5.4 A.

Ict = (1.2 × 1.4) Iđm.

Kết quả thu được: Ict = 1.4 × 5.4 = 7.56 A.

Nên chọn contactor có dòng lớn hơn dòng tính toán.

Có thể chọn contactor 9A của LS (MC-9 a) hoặc Mitsubishi (S-T 10) và Fuji (SC-03) . ..

Chọn contactor cho động cơ phải chú ý vào điện áp cuộn hút và điểm phụ.

Lựa chọn contactor cho động cơ

Để lựa chọn contactor thích hợp với tụ bù thì cần phải căn cứ theo dòng điện định mức của tụ bù.

Ví dụ:

Tụ 3 pha 415V và 50kVAr có dòng định mức 69.6 B.

Chọn contactor lớn hơn gấp 1.2 lần dòng định mức của tụ = 69.6 B x 1.2 = 83.52 A.

Có thể chọn contactor 85A của LS (MC-85 b) , 100A của Mitsubishi (S-T 100) hoặc 105A của Fuji (SC-N 5 B) , . ..

Chọn contactor dòng cao sẽ tiện lợi hơn tuy nhiên giá sẽ cao hơn vì kích cỡ lớn hơn sẽ chiếm nhiều diện tích hơn.

Hút phải chú ý điện áp cuộn hút và contactor dùng làm tụ bù có thể dùng 2 dòng cuộn hút 220VAC hoặc 380VAC và dùng nhiều nhất là dòng contactor cuộn hút 220VAC.