Cách chọn contactor (khởi động từ) cho động cơ

1. Khái niệm:

 Khởi động từ tên tiếng anh là #Contactor là một khí cụ điện dùng để đóng ngắt các tiếp điểm, khi sử dụng contactor ta có thể điều khiển mạch điện từ xa có phụ tải với điện áp định mức lên đến 500V, dòng định mức 780A.

2. Cấu tạo

Contactor được cấu tạo gồm các thành phần: nam châm điện, hệ thống dập hồ quang, hệ thống tiếp điểm.

  • Nam châm điện:

Gồm 4 thành phần: 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, một số các tiếp điểm bị cháy và mòn dần, vì vậy cần hệ thống dập hồ quang.

  • Hệ thống tiếp điểm:

Hệ thống tiếp điểm của contactor trong tủ điện liên hệ với phần lõi từ di động qua bộ phận liên động về cơ. Tùy theo khả năng tải dẫn qua các tiếp điểm, ta có thể chia các tiếp điểm thành hai loại.

– Tiếp điểm chính: Có khả năng cho dòng điện lớn đi qua. Tiếp điểm chính là tiếp điểm thường đóng lại khi cấp nguồn vào mạch từ của contactor trong tủ điện.

– 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 hở.

– Tiếp điểm thường đóng: là loại tiếp điểm ở trạng thái đóng khi cuộn dây nam châm trong contactor ở trạng thái nghỉ. Tiếp điểm này hở ra khi contactor ở trạng thái hoạt động.

 

3. Nguyên lý hoạt động:

Khi cấp nguồn trong tủ điện điều khiển bằng giá trị điện áp định mức của Contactor vào hai đầu của cuộn dây quấn trên phần lõi từ cố định thì lực từ tạo ra hút phần lõi từ di động hình thành mạch từ kín (lực từ lớn hơn phản lực của lò xo), Contactor ở trạng thái hoạt động. Lúc này nhờ vào bộ phận liên động về cơ giữa lõi từ di động và hệ thống tiếp điểm làm cho tiếp điểm chính đóng lại, tiếp điểm phụ chuyển đổi trạng thái (thường đóng sẽ mở ra, thường hở sẽ đóng lại) và duy trì trạng thái này. Khi ngưng cấp nguồn cho cuộn dây thì Contactor ở trạng thái nghỉ, các tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu.


4. Phân loại:

  • Có nhiều cách phân loại contactor.

  • Theo nguyên lý truyền động: Ta có contactor kiểu điện từ, kiểu hơi ép, kiểu thủy lực … Thường thì ta gặp contactor kiểu điện từ.

  • Theo dạng dòng điện: Contactor điện một chiều và contactor điện xoay chiều.

  • Theo kết cấu : Người ta phân contactor dùng ở nơi hạn chế chiều cao (như bảng điện ở gầm xe) và ở nơi hạn chế chiều rộng (ví dụ buồng tàu điện).

  • Phân loại tiếp điểm contactor.

  • Theo khả năng tải dòng: Tiếp điểm chính (cho dòng điện lớn đi qua từ 10A đến 1600A hay 2250A), tiếp điểm phụ (cho dòng điện đi qua có giá trị từ 1A đến 5A)

  • Theo trạng thái hoạt động: Tiếp điểm thường đóng (là loại tiếp điểm ở trạng thái kín mạch khi cuộn dây nam châm trong contactor ở trạng thái nghỉ không có điện ), tiếp điểm thường mở (là tiếp điểm ở trạng thái hở mạch khi cuộn dây nam châm trong contactor ở trạng thái nghỉ không có điện).

Để chọn Contactor (khởi động từ) phù hợp bạn cần chú ý các thông số:

 

1. Điện áp điều khiển

Bạn cần kiểm tra xem tủ điện của bạn đang sử dụng nguồn điện điều khiển là 24Vdc, 24Vac, 110V, 220V hay 380V. Và chọn Contactor có cuộn hút sử dụng điện áp phù hợp. Mạng điện lưới ở Việt Nam là 3 pha 4 dây  220/380Vac. Nên thông thường sử dụng là điện áp 220V. Nhưng với 1 số máy đơn giản của Trung Quốc (Vd: máy nén khí piston, cẩu trục, cắt sắt, uốn đai...) thường dùng 380V. Hay máy cũ nội địa của Nhật Bản thường là 110V...

 

2. Chọn dòng điện phù hợp

Đầu tiên phải tính dòng điện mà động cơ sử dụng


Với động cơ 3 pha ta có công thức: P=√3UIcosφ ⇒  I = P/(√3Ucosφ)   

Trong đó I là dòng điện động cơ sử dụng (dòng điện định mức)

   

P là công suất động cơ , tính bằng oát  ( W) . Thông số này thường được ghi ở nhãn gắn trên vỏ động cơ, Nếu vỏ động cơ ghi là HP ( mã lực- là đơn vị đo công suất của Anh) thì 1HP = 0.75 KW= 750W

   

U là điện áp sử dụng được đo giữa 2 pha .  Thông số này được ghi trên nhãn gắn ở vỏ động cơ và cũng chính là nguồn điện bạn cấp cho động cơ. Nếu động cơ 3 pha 380V thì U=380V,Nếu động cơ 3 pha 200V thì U=200V ...

   

Cosφ là hệ số công suất. Ở Việt Nam, hệ số công suất của lưới điện là 0.8 Nhưng nếu nhà máy của bạn có nhiều động cơ công suất lớn và không có tụ bù công suất thì Cos φ có thể nhỏ hơn 0.8. Nếu bạn dùng Contactor cấp nguồn qua biến tần ( Inverter ) thì có thể lấy Cosφ=0.96.


Như vậy ta sẽ tính được dòng điện cần sử dụng.  Với động cơ 3pha 380V.   I= P/(√3x380x0.8) ≈ P/526,5. Như vậy nếu công suất tính bằng Ki lô oát (KW) thì Dòng điện định mức ≈ Công suất định mức x  1.9


Với động cơ 1 pha ta lại công thức: P=UIcosφ ⇒  I = P/(Ucosφ)   

Trong đó I là dòng điện động cơ sử dụng

   P là công suất động cơ , tính bằng oát  ( W) . 

   U là điện áp sử dụng được. Thường thì ở Việt Nam chỉ có động cơ 1 Pha 220V. Nên U=220V

   Cosφ là hệ số công suất. Hệ số công suất ở đây vẫn là 0.8


Như vậy ta sẽ tính được dòng điện cần sử dụng.  Với động cơ 1 pha 380V.   I= P/(220x0.8) ≈ P/176. Như vậy nếu công suất tính bằng Ki lô oát (KW) thì Dòng điện ≈ Công suất x  5.68  (Dòng điện lớn hơn rất nhiều so với động cơ 3 pha cùng công suất ≈ 3 lần)

VD: Với động cơ 3pha 380V 7,5Kw, Dòng điện định mức là 7,5x1.9=14.25A. Vậy ta sẽ chọn Contactor với dòng chịu tải là 14,25x1.5 ≈21A (MC22b của LS hoặc S-T21 của Mitsubishi)


Note: Nếu bạn chọn Contactor của Trung Quốc thì nên chọn cao hơn so với tính toán 1-2 cấp sẽ đảm bảo độ bền....


Note: Với 1 số động cơ nhỏ, sử dụng Contactor 9A.


Contactor chính hãng nhỏ nhất thường là 9A (có hãng có 6A nhưng hàng thường không có sẵn và giá thành cao). Nên các động cơ nhỏ hơn 3Kw đều đùng với Contactor 9A

Với Contactor 9A đa số các hãng chỉ trang bị cho nó 1 tiếp điểm phụ (NO hoặc NC). Nên khi chọn bạn cần xem xét mình cần sử dụng tiếp điểm phụ loại nào để chọn cho phù hợp.