Contactor AC và DC: Tìm hiểu về các loại và chức năng của chúng

Giới thiệu

Định nghĩa của Contactor

Contactor điện là một thiết bị cơ điện được sử dụng để điều khiển dòng điện trong các mạch điện công suất lớn. Nó hoạt động như một công tắc có thể đóng hoặc mở các kết nối trong mạch điện, cho phép điều khiển từ xa các thiết bị điện như động cơ, hệ thống chiếu sáng và thiết bị sưởi ấm.

Các thành phần chính của Contactor

1. Cuộn dây điện từ: Đây là thành phần cốt lõi tạo ra từ trường khi được cấp điện. Từ trường này sẽ hút một lõi chuyển động, từ đó đóng hoặc mở các tiếp điểm bên trong contactor.
2. Liên hệ: Đây là những thành phần dẫn điện có chức năng tạo hoặc ngắt kết nối điện. Contactor thường có hai loại tiếp điểm:
   • Tiếp điểm nguồn điện chính: Chịu trách nhiệm truyền tải dòng điện lớn đến tải.
   • Tiếp điểm phụ: Được sử dụng cho mục đích điều khiển và truyền tín hiệu, thường giao tiếp với các thiết bị khác.
3. Bao vây: Contactor được đặt trong một vỏ bọc bảo vệ các linh kiện bên trong khỏi các yếu tố môi trường như bụi và độ ẩm, đồng thời đảm bảo an toàn bằng cách ngăn ngừa tiếp xúc ngẫu nhiên với các bộ phận đang hoạt động.
4. Cơ chế ức chế hồ quang:Để ngăn ngừa hồ quang khi các tiếp điểm mở hoặc đóng, các tiếp điểm thường bao gồm các cơ chế như máng hồ quang được thiết kế để dập tắt hồ quang nhanh chóng.

Có 6 đầu nối nguồn và 2 đầu nối cuộn dây (A1 & A2) cho nguồn điện xoay chiều 3 pha. Trong số 6 đầu nối, 3 đầu nối L1, L2 và L3 được kết nối làm đầu vào với nguồn điện chính thường đến từ MCB, và 3 đầu nối T1, T2 và T3 làm đầu ra với Động cơ, ORL, Bộ hẹn giờ và một mạch điều khiển khác.

Khối phụ trợ được trang bị thêm “NO” và “NC” tùy theo ứng dụng của thiết bị như thể hiện trong sơ đồ đầu nối tiếp điểm AC.

Tín dụng cho https://peacosupport.com/blog/what-is-contactor

Nguyên lý hoạt động

Như thể hiện trong sơ đồ, dòng điện xoay chiều (AC) hoặc một chiều (DC) được cung cấp đến cực A1 của cuộn dây sẽ kích hoạt cuộn dây bằng cách tạo ra một trường điện từ để đưa phần chuyển động của cuộn dây tiếp xúc với phần cố định. Lúc này, dòng điện bắt đầu chạy từ cực đầu vào "RYB" của contactor đến đầu ra của contactor và hoạt động như một công tắc bật. Trong khi đó, một cực khác của cuộn dây A2 được kết nối với dây trung tính để hoàn thành mạch.

Khi nguồn cấp cho contactor bị ngắt, cuộn dây động của contactor sẽ trở về vị trí ban đầu nhờ lực lò xo tác dụng bởi lò xo hồi vị. Lúc này, sẽ không có dòng điện nào chạy từ đầu vào đến đầu ra của contactor và nó sẽ hoạt động như một công tắc ngắt.

Sau đây là sơ đồ dây điều khiển cho DOL.

Các loại Contactor

• Tiếp điểm AC: Được thiết kế cho các ứng dụng dòng điện xoay chiều, thường thấy trong máy móc công nghiệp và hệ thống chiếu sáng.
• Tiếp điểm DC: Được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng dòng điện một chiều, chẳng hạn như xe điện và hệ thống năng lượng tái tạo.

Sự khác biệt giữa Contactor AC và DC

Sự khác biệt giữa Tiếp điểm AC Và Tiếp điểm DC rất quan trọng, chủ yếu là do thiết kế và đặc điểm vận hành của chúng. Dưới đây là so sánh chi tiết:

Sự khác biệt chính

Tính năng	Tiếp điểm AC	Tiếp điểm DC
Thiết kế cuộn dây	Cuộn dây mỏng và dài, làm bằng đồng.	Cuộn dây ngắn và to, thường được làm bằng gang hoặc vật liệu rắn.
Vật liệu lõi	Được làm từ các tấm thép silicon nhiều lớp để giảm dòng điện xoáy.	Được làm bằng sắt mềm hoặc thép đúc, không cần cán mỏng.
Điện trở	Điện trở thấp hơn, sinh ra nhiều nhiệt hơn.	Điện trở cao hơn, tỏa ra ít nhiệt hơn.
Chống hồ quang	Sử dụng thiết bị dập hồ quang dạng lưới.	Sử dụng thiết bị dập hồ quang thổi từ tính.
Tần số hoạt động	Thông thường hoạt động lên đến 600 lần một giờ.	Có thể hoạt động tới 2000 lần một giờ.
Dòng điện khởi động	Dòng điện khởi động cao hơn, không phù hợp cho các hoạt động thường xuyên.	Dòng điện khởi động thấp hơn, được thiết kế để hoạt động thường xuyên.
Trường hợp sử dụng	Chủ yếu được sử dụng cho mạch điện xoay chiều (ví dụ: động cơ, đèn chiếu sáng).	Được sử dụng cho mạch điện một chiều (ví dụ: xe điện, hệ thống quang điện).
Cấu hình liên hệ	Nói chung có nhiều cực hơn (ví dụ: ba pha).	Thường có ít cực hơn (ví dụ: hai cực).

Giải thích chi tiết

1. Thiết kế cuộn dây và điện trở: Contactor AC có cuộn dây ít vòng hơn và điện trở thấp hơn so với contactor DC có nhiều vòng hơn và điện trở cao hơn do cần từ trường mạnh hơn để hoạt động hiệu quả trong mạch DC.
2. Vật liệu lõi: Lõi của contactor AC được làm từ các tấm thép silic nhiều lớp để giảm thiểu tổn thất do dòng điện xoáy khi dòng điện xoay chiều chạy qua. Ngược lại, contactor DC có thể sử dụng vật liệu rắn vì chúng không bị tổn thất tương tự.
3. Cơ chế ức chế hồ quang: Các tiếp điểm AC thường sử dụng thiết bị dập hồ quang lưới, trong khi các tiếp điểm DC sử dụng cơ chế thổi từ để dập hồ quang xảy ra khi các tiếp điểm mở hoặc đóng.
4. Tần số hoạt động và xử lý dòng điện: Các tiếp điểm AC bị giới hạn ở mức khoảng 600 thao tác mỗi giờ do hạn chế về thiết kế, trong khi các tiếp điểm DC có thể xử lý tới 2000 thao tác mỗi giờ, khiến chúng phù hợp với các ứng dụng yêu cầu chuyển mạch thường xuyên.
5. Tính phù hợp của ứng dụng: Contactor AC lý tưởng để điều khiển tải AC như động cơ và hệ thống chiếu sáng, trong khi contactor DC rất cần thiết trong các ứng dụng liên quan đến dòng điện một chiều như xe điện và hệ thống năng lượng tái tạo.

Cách chọn Contactor phù hợp

Việc lựa chọn contactor phù hợp cho ứng dụng của bạn cần cân nhắc một số yếu tố quan trọng để đảm bảo hiệu suất và an toàn tối ưu. Dưới đây là phương pháp tiếp cận có cấu trúc để hướng dẫn bạn trong suốt quá trình lựa chọn:

Những cân nhắc chính khi lựa chọn nhà thầu

1. Đặc tính tải:
   • Xếp hạng hiện tại: Xác định dòng điện hoạt động (le) của tải. Contactor phải được định mức để xử lý dòng điện này mà không bị quá nhiệt.
   • Xếp hạng điện áp: Đảm bảo điện áp định mức của tiếp điểm (Ue) phù hợp hoặc vượt quá điện áp cung cấp của ứng dụng của bạn.
   • Loại tải: Xác định xem tải là điện trở, cảm ứng hay dung kháng, vì điều này ảnh hưởng đến việc lựa chọn loại tiếp điểm và định mức của nó.
2. Kích thước tiếp điểm:
   • Cân nhắc kích thước của contactor dựa trên công suất động cơ và chu kỳ hoạt động của nó. Các thao tác bật/tắt thường xuyên có thể yêu cầu contactor lớn hơn do dòng điện khởi động cao hơn trong quá trình khởi động.
3. Thông số kỹ thuật cuộn dây:
   • Kiểm tra định mức điện áp cuộn dây để đảm bảo tương thích với mạch điều khiển của bạn. Điện áp cuộn dây định mức phải phù hợp với điện áp được cung cấp để cấp điện cho cuộn dây.
   • Hiểu về điện áp thu và điện áp ngắt, cho biết ngưỡng hoạt động để đóng và ngắt tiếp điểm.
4. Cấu hình liên hệ:
   • Đánh giá số lượng tiếp điểm chính cần thiết (thường mở hoặc thường đóng) dựa trên yêu cầu của mạch điện.
   • Hãy cân nhắc sử dụng các tiếp điểm phụ để có thêm chức năng điều khiển và báo hiệu, có thể không mang cùng dòng điện như các tiếp điểm chính.
5. Điều kiện môi trường:
   • Đánh giá nhiệt độ môi trường, độ ẩm và khả năng tiếp xúc với bụi hoặc hóa chất. Chọn contactor có định mức môi trường và vỏ bọc phù hợp để chịu được các điều kiện này.
6. Loại ứng dụng:
   • Các ứng dụng khác nhau có thể cần đến các loại contactor cụ thể (ví dụ: contactor chuyên dụng cho hệ thống HVAC). Hãy đảm bảo bạn chọn contactor phù hợp với nhu cầu ứng dụng cụ thể của mình.
7. Tính năng an toàn:
   • Hãy tìm các tính năng an toàn tích hợp như cơ chế dập hồ quang, bảo vệ quá tải và rơle nhiệt (nếu có). Những tính năng này giúp tăng cường độ tin cậy và ngăn ngừa hư hỏng trong trường hợp sự cố.
8. Uy tín của nhà sản xuất:
   • Hãy chọn nhà sản xuất uy tín, nổi tiếng về chất lượng và độ tin cậy của sản phẩm. Điều này có thể ảnh hưởng đáng kể đến độ bền và chi phí bảo trì theo thời gian.

Cách kiểm tra Contactor

Việc kiểm tra contactor AC là điều cần thiết để đảm bảo nó hoạt động bình thường và đáng tin cậy trong hệ thống điện. Dưới đây là hướng dẫn từng bước về cách kiểm tra contactor AC hiệu quả:

Công cụ cần thiết

• Đồng hồ vạn năng: Để đo điện áp, điện trở và tính liên tục.
• Tua vít: Để truy cập vào bộ tiếp điểm.
• Găng tay và kính an toàn: Để bảo vệ cá nhân trong quá trình thử nghiệm.

Quy trình thử nghiệm

Bước 1: Tắt nguồn

Trước khi bắt đầu bất kỳ thử nghiệm nào, hãy đảm bảo nguồn điện của thiết bị AC đã được tắt. Xác định vị trí cầu dao hoặc công tắc ngắt kết nối và tắt nó để tránh mọi nguy cơ về điện.

Bước 2: Kiểm tra trực quan

Kiểm tra bộ tiếp điểm để tìm bất kỳ dấu hiệu hư hỏng nào có thể nhìn thấy được, chẳng hạn như:

• Điểm tiếp xúc bị cháy hoặc tan chảy
• Sự đổi màu hoặc rỗ trên bề mặt tiếp xúc
• Kết nối lỏng lẻo hoặc bụi bẩn quá nhiều

Nếu phát hiện bất kỳ hư hỏng nào, có thể cần phải thay thế bộ tiếp điểm.

Bước 3: Kiểm tra điện trở cuộn dây

1. Đặt đồng hồ vạn năng ở chế độ điện trở (Ω).
2. Đo điện trở ở hai đầu cuộn dây của contactor.
   • Một bài đọc của 0Ω chỉ ra một sự cố ngắn mạch.
   • Một bài đọc của vô cực (OL) chỉ ra mạch hở.
   • Giá trị đọc bình thường phải nằm trong phạm vi do nhà sản xuất chỉ định.

Bước 4: Kiểm tra điện áp

1. Sau khi bật lại nguồn, hãy cài đặt đồng hồ vạn năng để đo điện áp AC.
2. Đặt đầu dò vào các đầu vào của tiếp điểm.
3. Kiểm tra xem điện áp có khớp với thông số kỹ thuật được ghi trên contactor không. Nếu điện áp thấp hơn hoặc cao hơn đáng kể, có thể nguồn điện có vấn đề.

Bước 5: Kiểm tra tính liên tục

1. Đặt đồng hồ vạn năng ở chế độ liên tục (nếu có).
2. Khi tắt nguồn, hãy kết nối đầu dò với các đầu ra của tiếp điểm.
3. Khi bật nguồn, hãy kích hoạt tiếp điểm (bằng tay hoặc thông qua mạch điều khiển).
4. Đồng hồ vạn năng sẽ chỉ báo tính liên tục (chỉ số điện trở thấp) khi các tiếp điểm đóng lại.

Bước 6: Kiểm tra danh bạ

Khi được kích hoạt, hãy kiểm tra trực quan các điểm tiếp xúc để biết:

• Dấu hiệu hồ quang hoặc rỗ
• Hoạt động trơn tru không do dự

Nếu bạn thấy có sự bất thường, điều đó có thể cho thấy các điểm tiếp xúc đã bị mòn và cần phải thay thế.

Bước 7: Thực hiện Kiểm tra Tải (Tùy chọn)

1. Ngắt kết nối dây khỏi phía tải của contactor.
2. Đo điện trở giữa phía đường dây và phía tải ở cả vị trí mở và đóng.
3. Các số đọc phải cho thấy sự khác biệt đáng kể; nếu không, điều này cho thấy tiếp điểm bị lỗi.

Để có hướng dẫn trực quan, bạn có thể tham khảo video này

Các thương hiệu và mẫu Contactor phổ biến

VIOX Điện

Lợi thế thương hiệu: Một thương hiệu Trung Quốc được biết đến nhờ giá cả cạnh tranh, độ tin cậy và dòng sản phẩm toàn diện.

Các mẫu được đề xuất:

• Tiếp điểm AC VIOX CJX2-2510
• Tiếp điểm AC VIOX CJX2-3211

EATON

Eaton Corporation plc là một công ty quản lý năng lượng toàn cầu có trụ sở chính tại Dublin, Ireland, chuyên cung cấp các giải pháp năng lượng điện, thủy lực và cơ khí tiết kiệm năng lượng cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau trên toàn thế giới.

Các mẫu được đề xuất:

• XTCE015B01B: Công tắc từ IEC EATON: Không đảo chiều, 3 cực, 15 A, Cuộn dây AC 240V, 1NC, Kích thước khung B
• CE15DNS3AB: Công tắc tơ IEC dòng Freedom của Eaton
• W+201K5CF: Công tắc tơ Eaton W+201K5CF Công tắc tơ 3 cực có dòng điện định mức 270 Ampe và điện áp định mức 600V
• XTCF200G00T: Công tắc từ EATON IEC: Không đảo chiều, 4 cực, 115 A, Cuộn dây AC 24V, Kích thước khung G

Siemens TẠI SAO

Là công ty hàng đầu thế giới về kỹ thuật điện và tự động hóa, Siemens cung cấp nhiều loại tiếp điểm chất lượng cao, bao gồm loại AC và DC, được thiết kế cho nhiều ứng dụng công nghiệp khác nhau, chú trọng vào hiệu quả năng lượng, độ tin cậy và các giải pháp sáng tạo trong hệ thống phân phối và điều khiển điện.

Các mẫu được đề xuất:

• 3RT20181BB41: Contactor từ tính IEC SIEMENS: Không đảo chiều, 3 cực, 16 A, cuộn dây 24V DC, 1NO, Kích thước khung S00
• LEN00C003120B: Contactor Siemens Class LE 3 cực 3 pha 600V 30A cuộn dây 120V
• 3RT2027-1AK60: Contactor FURNAS SIEMENS, 120V, 3 cực: Phù hợp với thương hiệu Furnas Siemens, 3RT2027-1AK60

Phần kết luận

Contactor đóng vai trò thiết yếu trong hệ thống điện hiện đại, là xương sống của việc điều khiển và phân phối điện. Dù là AC hay DC, các thiết bị này đều mang lại những lợi thế riêng biệt phù hợp với các ứng dụng khác nhau. Hiểu được sự khác biệt giữa contactor AC và DC, biết cách lựa chọn loại contactor phù hợp với nhu cầu, và khả năng kiểm tra và bảo trì đúng cách là những kỹ năng thiết yếu đối với các chuyên gia điện.

Với sự phát triển của công nghệ, các thương hiệu như VIOX Electric, EATON và Siemens tiếp tục đổi mới, cung cấp các giải pháp contactor hiệu quả, đáng tin cậy và linh hoạt hơn. Bằng cách cập nhật những phát triển mới nhất và các phương pháp tối ưu trong công nghệ contactor, các kỹ sư và kỹ thuật viên có thể đảm bảo hệ thống điện an toàn và hiệu quả hơn trong nhiều ngành công nghiệp.