Một xúc thường là thiết bị đóng cắt vận hành bằng điện cuối cùng trong mạch điện lực, điều khiển các tải như động cơ, bộ gia nhiệt hoặc hệ thống chiếu sáng nhóm. Một rơ le điều khiển chuyển đổi các lệnh, khóa liên động, mạch chỉ thị hoặc cuộn dây của thiết bị khác. Hãy sử dụng cả hai khi một rơ le cần giao tiếp, cách ly hoặc nhân lệnh vận hành khởi động từ.
Sự khác biệt thực tế không nằm ở ngưỡng dòng điện phổ quát. Hãy chọn thiết bị dựa trên vai trò mạch điện, loại tải, điện áp vận hành, loại sử dụng, tần suất đóng cắt, bố trí tiếp điểm và các thông số định mức do nhà sản xuất công bố.
Khởi động từ và rơ le điều khiển: Bảng quyết định nhanh
| Điểm quyết định | Người tiếp xúc | Rơ-le điều khiển | Sử dụng cả hai |
|---|---|---|---|
| Vai trò mạch chính | Đóng và ngắt mạch tải điện | Chuyển mạch điều khiển, tín hiệu hoặc mạch khóa liên động | Rơ le xử lý hoặc kết nối lệnh; khởi động từ đóng ngắt tải |
| Thiết bị đóng cắt điển hình | Động cơ, dàn sưởi, nhóm chiếu sáng hoặc tải điện được khai báo khác | Cuộn dây khởi động từ, cuộn điện từ, mạch điều khiển, đầu vào PLC, thiết bị báo động hoặc khóa liên động | PLC hoặc cảm biến điều khiển một rơ le, thiết bị này điều khiển cuộn dây khởi động từ |
| Sắp xếp tiếp điểm | Thông thường là các tiếp điểm động lực chính cộng với các tiếp điểm phụ tùy chọn | Phổ biến là nhiều tiếp điểm điều khiển thường mở (NO), thường đóng (NC), hoặc tiếp điểm chuyển đổi | Rơ le điều khiển cung cấp các tiếp điểm logic; khởi động từ cung cấp các cực chính và tiếp điểm phản hồi |
| Cơ sở lựa chọn | Điện áp tải, dòng điện vận hành, đặc tính tải, loại sử dụng, chế độ làm việc và phối hợp | Điện áp mạch điều khiển, loại sử dụng tiếp điểm, loại tải, dạng tiếp điểm và các thao tác yêu cầu | Xác minh cả giao diện giữa rơ le với cuộn dây và chế độ làm việc giữa khởi động từ với tải |
| Bối cảnh chế độ làm việc IEC thông dụng | AC-1, AC-3, AC-4, hoặc danh mục khác được công bố cho ứng dụng | AC-15, DC-13, hoặc danh mục mạch điều khiển khác được công bố cho ứng dụng | Mỗi thiết bị được đánh giá cho phần mạch điện riêng của nó |
| Bảo vệ quá tải hoặc ngắn mạch | Thông thường không được cung cấp bởi riêng khởi động từ | Thông thường không được cung cấp bởi rơ le điều khiển | Vẫn cần có thiết bị bảo vệ riêng biệt, được phối hợp chính xác |
| Quy tắc quyết định tối ưu | Chọn khi tiếp điểm là phần tử đóng cắt tải cuối cùng | Chọn khi tiếp điểm thực hiện logic điều khiển hoặc đóng cắt một thiết bị điều khiển khác | Chọn khi việc điều khiển và đóng cắt công suất cần các giai đoạn riêng biệt |
Sự khác biệt quan trọng nhất chính là vai trò trong mạch điện
Khởi động từ và rơ le điều khiển cơ điện có thể có chung nguyên lý vận hành cơ bản: cấp điện cho cuộn dây tạo ra lực từ làm thay đổi trạng thái của một hoặc nhiều tiếp điểm. Sự tương đồng đó không làm cho các tiếp điểm của chúng có thể thay thế cho nhau.
Một khởi động từ được thiết kế dựa trên đường dẫn dòng điện chính. Các tiếp điểm chính của nó được lựa chọn và đánh giá cho một chế độ tải đã công bố. Một rơ le điều khiển được thiết kế xung quanh một đường dẫn điều khiển, nơi các tiếp điểm của nó thực hiện các lệnh, phản hồi trạng thái, khóa liên động hoặc các chức năng giao tiếp.
Thuật ngữ trong danh mục khởi động từ điều khiển không đủ chính xác để xác định phân loại. Tùy thuộc vào nhà cung cấp, nó có thể mô tả một khởi động từ công suất được sử dụng trong hệ thống điều khiển, một rơ le khởi động từ, hoặc một khởi động từ phụ với nhiều tiếp điểm điều khiển. Hãy kiểm tra tiêu chuẩn sản phẩm, sơ đồ đầu nối, định mức tiếp điểm chính và các loại hình sử dụng thay vì coi “khởi động từ điều khiển” là một loại thiết bị phổ quát.
Sự khác biệt trở nên rõ ràng nhất trong kiến trúc điều khiển động cơ:
PLC hoặc cảm biến → rơ le điều khiển → cuộn dây khởi động từ → tiếp điểm chính khởi động từ → động cơ
Rơ le điều khiển không mang dòng điện động cơ trong cách bố trí này. Nó đóng cắt cuộn dây khởi động từ. Các tiếp điểm chính của khởi động từ mang và đóng cắt mạch động cơ trong phạm vi chế độ làm việc đã công bố của chúng.
Rơ le điều khiển không phải lúc nào cũng cần thiết giữa PLC và khởi động từ. Đầu ra PLC tương thích có thể vận hành trực tiếp cuộn dây khi các yêu cầu về điện áp, loại đầu ra, khả năng dòng khởi động, khả năng trạng thái ổn định, cách điện và triệt tiêu quá độ đều được đáp ứng. Khi các điều kiện đó không được đáp ứng—hoặc khi cần thêm tiếp điểm, chuyển đổi mức điện áp, cách điện có thể thay thế hoặc nhân logic—thì rơ le trung gian có thể phù hợp. Hướng dẫn VIOX riêng biệt về Điều khiển trực tiếp bằng PLC so với rơ le trung gian xem xét quyết định giao diện đó.
Đừng chỉ chọn dựa trên định mức dòng điện
Các quy tắc như “sử dụng rơ le dưới 10 A và khởi động từ trên 10 A” thì tiện lợi nhưng yếu về mặt kỹ thuật. Các dòng sản phẩm có sự chồng chéo, và giá trị ampe không mô tả được ứng suất do tải gây ra.
Hai tiếp điểm có cùng dòng điện danh định có thể có mức độ phù hợp rất khác nhau đối với:
- bộ gia nhiệt điện trở;
- động cơ cảm ứng;
- cuộn dây khởi động từ;
- cuộn dây điện từ DC;
- bộ nguồn điện tử có dòng khởi động cao;
- chế độ đảo chiều hoặc chạy nhích thường xuyên.
Sự so sánh chính xác là định mức cho điện áp, loại dòng điện, loại tải và loại sử dụng chính xác. Định mức tải thuần trở không thể tự động được sử dụng lại cho động cơ hoặc cuộn dây cảm kháng.
Định mức khởi động từ: Xác minh chế độ tải công suất
IEC 60947-4-1 bao gồm các khởi động từ cơ điện và bộ khởi động động cơ trong phạm vi điện áp quy định. Đối với một khởi động từ, các thông số lựa chọn quan trọng bao gồm:
- điện áp vận hành định mức, Ue;
- dòng điện vận hành định mức, Ie, cho các điều kiện vận hành đã nêu;
- mạch tải AC hoặc DC;
- loại sử dụng, chẳng hạn như AC-1, AC-3, hoặc AC-4 nếu có áp dụng;
- số lượng và cách bố trí các cực chính;
- tần suất vận hành và chế độ làm việc dự kiến;
- điện áp cuộn dây, tần số và các giới hạn nguồn cấp điều khiển;
- phối hợp ngắn mạch đã công bố với thiết bị bảo vệ được chọn;
- các yêu cầu về tiếp điểm phụ.
Ví dụ, định mức AC-3 giải quyết một nhiệm vụ đóng cắt khác với AC-1. Do đó, cùng một khởi động từ có thể hiển thị các giá trị dòng điện vận hành khác nhau cho các danh mục khác nhau. Giá trị ampe được in lớn nhất trên sản phẩm không mặc định là định mức động cơ chính xác.
Để biết thêm thuật ngữ và cấu tạo khởi động từ rộng hơn, hãy sử dụng Contactor là gì?. Trang so sánh này chỉ đề cập đến ranh giới giữa khởi động từ và rơ le điều khiển.
Định mức rơ le điều khiển: Xác minh thiết bị được điều khiển
IEC 60947-5-1 áp dụng cho các thiết bị mạch điều khiển cơ điện và các phần tử đóng cắt được sử dụng để điều khiển, báo hiệu và khóa liên động trong phạm vi của nó. Một rơ le điều khiển hoặc rơ le trung gian có thể cung cấp một vài tiếp điểm NO, NC hoặc tiếp điểm chuyển đổi, nhưng chỉ riêng dạng tiếp điểm thì không xác định được khả năng phù hợp với tải.
Kiểm tra:
- điện áp định mức của cuộn dây và cuộn dây là AC hay DC;
- điện áp và dòng điện vận hành định mức của tiếp điểm;
- AC-15, DC-13, hoặc danh mục sử dụng được công bố khác;
- loại và mức tiêu thụ của cuộn dây hoặc solenoid được điều khiển;
- dạng tiếp điểm và cách bố trí đầu nối;
- độ bền điện và cơ yêu cầu trong điều kiện làm việc thực tế;
- triệt tiêu quá áp quá độ và ảnh hưởng của nó đến đặc tính nhả;
- các điều kiện môi trường và lắp đặt do nhà sản xuất quy định.
Các định mức AC-15 và DC-13 đặc biệt quan trọng khi các tiếp điểm rơ le đóng cắt các tải điều khiển điện từ. Định mức điện trở của một tiếp điểm rơ le có thể khác biệt đáng kể so với khả năng đóng cắt cuộn dây khởi động từ hoặc cuộn dây điện từ đã được công bố của nó.
Của rơ le định mức cuộn dây và định mức tiếp điểm mô tả các mạch điện khác nhau. Ký hiệu cuộn dây 24 V DC cho biết điện áp cấp nguồn cho rơ le; nó không cho biết điện áp hoặc tải mà các tiếp điểm rơ le có thể đóng cắt. Để biết thuật ngữ về đặc tính cuộn dây, hãy xem Giải thích điện áp cuộn dây rơ-le.
Khi nào nên sử dụng khởi động từ, rơ le điều khiển, hoặc cả hai
| Điều kiện ứng dụng | Kiến trúc khuyến nghị | Tại sao |
|---|---|---|
| Đóng cắt định kỳ động cơ ba pha | Khởi động từ có định mức phù hợp trong đường dẫn nguồn động cơ | Thiết bị đóng cắt cuối cùng phải có chế độ tải động cơ đã công bố |
| Đầu ra PLC có các định mức tương thích cho cuộn dây khởi động từ | Có thể kết nối trực tiếp đầu ra PLC với cuộn dây khởi động từ | Không cần thêm rơ le phụ khi toàn bộ giao diện đã được xác minh |
| Điện áp hoặc công suất đầu ra PLC không khớp với cuộn dây khởi động từ | Rơ le điều khiển trung gian kết hợp với khởi động từ | Rơ le cung cấp giao diện; khởi động từ vẫn là thiết bị đóng cắt nguồn |
| Một lệnh phải tạo ra nhiều đường logic thường mở (NO)/thường đóng (NC) | Rơ le điều khiển, hoặc các tiếp điểm phụ khi phù hợp | Nhiều tiếp điểm điều khiển hỗ trợ khóa liên động, chỉ thị và nhân tín hiệu |
| Tiếp điểm điều khiển phải đóng cắt cuộn dây điện từ AC hoặc DC | Rơ le điều khiển với danh mục sử dụng được công bố phù hợp | Tải cuộn dây phải được kiểm tra dựa trên AC-15, DC-13, hoặc dữ liệu tương đương của nhà sản xuất |
| Dàn điện trở sưởi hoặc mạch chiếu sáng nhóm | Khởi động từ hoặc thiết bị đóng cắt khác được định mức cho đúng chế độ tải | Việc lựa chọn phụ thuộc vào đặc tính tải và danh mục đã công bố, không chỉ dựa trên dòng điện ổn định |
| Động cơ hoặc bộ truyền động nhỏ có vẻ nằm trong phạm vi dòng điện danh định của rơ le | Xác minh định mức động cơ hoặc tải cảm ứng cụ thể trước khi cân nhắc sử dụng rơ le | Định mức tải thuần trở thông thường không chứng minh được khả năng đóng cắt động cơ |
| Chức năng này là một phần của hệ thống dừng khẩn cấp hoặc hệ thống an toàn máy | Sử dụng kiến trúc an toàn đã được kiểm chứng và các linh kiện có định mức phù hợp | Một rơ le điều khiển tiêu chuẩn hoặc khởi động từ thông thường không mặc nhiên là một hệ thống con đạt chuẩn an toàn |
Rơ le điều khiển có thể thay thế khởi động từ được không?
Không dùng như một sự thay thế thông thường. Rơ le điều khiển chỉ có thể thay thế khởi động từ khi các thông số định mức do nhà sản xuất công bố đáp ứng rõ ràng cho tải thực tế, điện áp, loại dòng điện, dòng khởi động, loại sử dụng, tần suất đóng cắt và cấu hình tiếp điểm yêu cầu.
Điều kiện đó không phổ biến khi thiết bị được dự kiến dùng để đóng cắt động cơ lớn hoặc các tải công suất đòi hỏi khắt khe khác. Trong hầu hết các tủ điện công nghiệp, ranh giới kỹ thuật an toàn hơn là:
- rơ le điều khiển cho logic, giao tiếp, chỉ thị, khóa liên động hoặc đóng cắt cuộn dây;
- khởi động từ cho nhiệm vụ đóng cắt tải công suất cuối cùng;
- cả hai khi các chức năng điều khiển và công suất cần các giai đoạn riêng biệt.
Việc thay thế ngược lại cũng cần lưu ý. Một khởi động từ về mặt kỹ thuật có thể đóng cắt một số mạch nhỏ hơn, nhưng nó có thể không cung cấp các tiếp điểm chuyển đổi, hiệu suất tiếp điểm mức thấp, giao diện nhỏ gọn hoặc mật độ logic cần thiết. Việc chọn thiết bị đóng cắt công suất quá lớn không tự động tạo ra một mạch điều khiển tốt hơn.
Tiếp điểm chính, tiếp điểm phụ và rơ le điều khiển
Các tiếp điểm chính của khởi động từ đóng cắt tải được gán cho khởi động từ đó. Các tiếp điểm phụ của nó cung cấp phản hồi trạng thái, khóa liên động điện, logic tự giữ hoặc các chức năng điều khiển khác.
Khối tiếp điểm phụ và rơ le điều khiển không phải là cùng một mặt hàng mua sắm:
- một khối tiếp điểm phụ vận hành cơ học cùng với khởi động từ chủ của nó;
- Một rơ le điều khiển có cuộn dây riêng và có thể vận hành độc lập;
- Một Rơ-le trung gian (Contactor relay), đôi khi được gọi là khởi động từ phụ, là một thiết bị điều khiển vận hành bằng điện từ với nhiều tiếp điểm điều khiển.
Nếu tác vụ chỉ yêu cầu xác nhận rằng khởi động từ đã đóng, một tiếp điểm phụ có thể là đủ. Nếu một lệnh độc lập cần tạo ra nhiều trạng thái tiếp điểm hoặc kết nối hai mạch điều khiển, rơ le điều khiển có thể là lựa chọn phù hợp hơn. Để biết thuật ngữ về dạng tiếp điểm, hãy xem So sánh SPST, SPDT, DPST và DPDT.
Những gì mà cả hai thiết bị đều không tự cung cấp
Khởi động từ và rơ le điều khiển là các thiết bị đóng cắt và điều khiển. Không nên cho rằng thiết bị nào trong số đó có thể cung cấp khả năng bảo vệ ngắn mạch mạch nhánh hoặc bảo vệ quá tải động cơ chỉ vì nó có khả năng ngắt mạch.
Một nhánh động cơ điển hình có thể yêu cầu các chức năng riêng biệt cho:
- bảo vệ ngắn mạch;
- bảo vệ quá tải;
- đóng cắt từ xa định kỳ;
- cách ly;
- logic điều khiển và phản hồi trạng thái.
Các chức năng này có thể được phân bổ giữa máy cắt điện hoặc cầu chì, rơ le quá tải, khởi động từ, thiết bị cách ly và các thành phần điều khiển. Contactor so với Bộ ngắt mạch giải thích ranh giới giữa đóng cắt và bảo vệ, trong khi Contactor so với Khởi động từ giải thích lý do tại sao chỉ riêng khởi động từ thì không phải là một bộ khởi động động cơ hoàn chỉnh.
Danh mục kiểm tra thông số kỹ thuật
Trước khi chỉ định bất kỳ thiết bị nào, hãy ghi lại các thông tin sau:
- Vai trò mạch điện: đóng cắt nguồn cuối cùng, đóng cắt cuộn dây, chỉ thị, khóa liên động, hoặc giao diện tín hiệu.
- Tải đóng cắt: động cơ, bộ gia nhiệt, chiếu sáng, cuộn dây, van điện từ, tải điện tử, hoặc đầu vào tín hiệu.
- Hệ thống điện: AC hoặc DC, điện áp, dòng điện ổn định, và dòng điện khởi động hoặc dòng điện đóng mạch liên quan.
- Chế độ làm việc được công bố: loại sử dụng và định mức cho điện áp vận hành chính xác.
- Sơ đồ tiếp điểm: main poles, NO/NC/changeover contacts, and required independent logic paths.
- Nguồn điều khiển: điện áp cuộn dây, tần số, đặc tính hút, và khả năng tương thích với đầu ra điều khiển.
- Hồ sơ vận hành: tần số đóng cắt, chế độ làm việc dự kiến, và dữ liệu độ bền do nhà sản xuất công bố.
- Bảo vệ và phối hợp: bảo vệ ngắn mạch phía nguồn, bảo vệ quá tải, và phối hợp được ghi nhận trong tài liệu.
- Môi trường: vỏ bảo vệ, mức độ ô nhiễm, nhiệt độ, độ rung và các giới hạn lắp đặt được quy định cho sản phẩm.
- Bằng chứng: bảng dữ liệu hiện tại, tiêu chuẩn áp dụng, sơ đồ đầu nối và tài liệu phê duyệt cụ thể cho từng kiểu máy.
Nếu ứng dụng yêu cầu một khởi động từ, hãy so sánh các trường liên quan trong Dòng khởi động từ AC VIOX với các yêu cầu thực tế của hệ thống thay vì chỉ chọn dựa trên kích thước khung hoặc dòng điện định mức.
Những Câu Hỏi Thường
Khởi động từ có phải là một loại rơ le không?
Chúng là các thiết bị đóng cắt vận hành bằng điện có liên quan chặt chẽ với nhau và có thể chia sẻ nguyên lý vận hành điện từ. Tuy nhiên, trong việc lựa chọn thiết bị, “khởi động từ” thường xác định một thiết bị dành cho nhiệm vụ đóng cắt tải công suất đã công bố, trong khi “rơ le điều khiển” xác định một thiết bị dành cho nhiệm vụ điều khiển, báo tín hiệu hoặc khóa liên động. Hãy coi tiêu chuẩn và các thông số định mức đã công bố của sản phẩm là yếu tố quyết định.
Rơ le điều khiển có thể đóng cắt động cơ không?
Chỉ khi rơ le có định mức rõ ràng đáp ứng được tải động cơ đó và các yêu cầu ứng dụng hoàn chỉnh. Đừng suy luận khả năng phù hợp với động cơ từ định mức dòng điện trở. Đối với hầu hết các đường cấp nguồn động cơ công nghiệp, khởi động từ có định mức tải động cơ được công bố phù hợp là lựa chọn thông thường.
Tại sao phải sử dụng rơ le điều khiển trước khởi động từ?
Một rơ le điều khiển trung gian có thể cung cấp khả năng giao tiếp mức điện áp, nhân số lượng tiếp điểm, cách ly điện, cách ly có thể thay thế giữa đầu ra PLC và cuộn dây, hoặc khóa liên động bổ sung. Điều này không mặc định là bắt buộc; có thể điều khiển trực tiếp cuộn dây khi tất cả các yêu cầu về đầu ra, cuộn dây, triệt tiêu xung và hệ thống đều tương thích.
Quy tắc lựa chọn cuối cùng
Lựa chọn từ mạch điện hướng ra ngoài:
Nếu thiết bị đang đóng cắt tải công suất cuối cùng, hãy đánh giá khởi động từ cho định mức tải đó. Nếu thiết bị đang đóng cắt một lệnh, khóa liên động, mạch chỉ thị hoặc cuộn dây của thiết bị khác, hãy đánh giá rơ le điều khiển cho nhiệm vụ điều khiển đó. Nếu một tầng điều khiển phải ra lệnh cho một tầng công suất riêng biệt, hãy sử dụng cả hai—và xác minh độc lập từng giao diện.
Luôn xác nhận lựa chọn cuối cùng dựa trên bảng dữ liệu hiện tại của sản phẩm đã chọn, các quy tắc lắp đặt áp dụng, và sơ đồ bảo vệ và phối hợp yêu cầu.