Việc lựa chọn khởi động từ (Contactor) phù hợp cho động cơ là yếu tố then chốt để đảm bảo hệ thống điện vận hành an toàn, ổn định và hiệu quả. Bài viết này sẽ cung cấp cho bạn hướng dẫn chi tiết, dễ hiểu về cách chọn khởi động từ cho động cơ 1 pha và 3 pha bao gồm các thông số kỹ thuật cần quan tâm, công thức tính toán, ví dụ minh họa và những lưu ý quan trọng.
1. Khởi động từ là gì?
Khởi động từ (Contactor) là một loại công tắc điện đặc biệt được điều khiển bằng điện. Nó có khả năng đóng ngắt mạch điện từ xa, đặc biệt là các mạch điện có tải lớn như động cơ, một cách an toàn và chính xác. Khởi động từ thường được sử dụng trong các hệ thống điện công nghiệp và dân dụng.
Khi cấp điện vào cuộn dây của khởi động từ, cuộn dây này sẽ tạo ra từ trường, hút lõi thép di động và làm đóng các tiếp điểm chính, cấp điện cho động cơ. Khi ngắt điện vào cuộn dây, lực từ mất đi, lò xo sẽ đẩy lõi thép di động về vị trí ban đầu, các tiếp điểm mở ra và ngắt điện khỏi động cơ.
Chức năng chính của khởi động từ bao gồm:
- Đóng/ngắt mạch điện cho động cơ và các tải khác.
- Có thể đảo chiều quay động cơ (với khởi động từ kép).
- Bảo vệ quá tải cho động cơ (khi kết hợp với rơ le nhiệt).
Các bộ phận cơ bản của khởi động từ có thể kể đến:
- Cuộn hút (cuộn dây): Tạo ra lực từ khi có dòng điện chạy qua.
- Lõi thép (mạch từ): Gồm phần cố định và phần di động, bị hút bởi lực từ khi cuộn dây được cấp điện.
- Hệ thống tiếp điểm:
- Tiếp điểm chính: Đóng ngắt mạch điện chính cấp nguồn cho động cơ hoặc thiết bị.
- Tiếp điểm phụ: Dùng cho mạch điều khiển hoặc báo hiệu trạng thái.
- Hệ thống dập hồ quang: Dập tắt tia lửa điện sinh ra khi đóng cắt tiếp điểm, bảo vệ tiếp điểm.
2. Các thông số cơ bản khi chọn khởi động từ
Khi lựa chọn khởi động từ cho động cơ, bạn cần quan tâm đến các thông số kỹ thuật sau đây để đảm bảo khởi động từ hoạt động phù hợp và an toàn:
- Điện áp cách điện định mức (Ui): Đây là giá trị điện áp tối đa mà khởi động từ có thể chịu đựng được mà không bị hỏng hóc về cách điện.
- Điện áp chịu xung định mức (Uimp): Thể hiện khả năng của khởi động từ chịu được các xung điện áp cao (do sét đánh, đóng cắt mạch…) trong thời gian ngắn mà không bị phá hủy.
- Điện áp làm việc định mức (Ue): Là dải điện áp mà khởi động từ có thể hoạt động bình thường và ổn định.
- Dòng điện định mức (In/Ith): Là dòng điện lớn nhất mà khởi động từ có thể cho phép chạy qua các tiếp điểm chính liên tục trong điều kiện làm việc bình thường.
- Dòng điện ngắn mạch (Icu/Ics):
- Icu: Khả năng chịu đựng dòng điện ngắn mạch lớn nhất của khởi động từ trong thời gian rất ngắn (thường là 1 giây) mà không bị hư hỏng.
- Ics: Khả năng chịu đựng dòng điện ngắn mạch của khởi động từ trong điều kiện làm việc liên tục.
- Điện áp cuộn hút (Uax): Là điện áp cần thiết để cấp cho cuộn dây (cuộn hút) của khởi động từ để nó hoạt động (đóng/mở tiếp điểm). Điện áp này có thể là AC (xoay chiều) hoặc DC (một chiều), ví dụ: 24VDC, 220VAC, 380VAC…
- Công suất định mức (Rated power): Là công suất của tải (động cơ) mà khởi động từ có thể điều khiển được.
- Tần số đóng cắt: Số lần đóng cắt tối đa của khởi động từ trong một đơn vị thời gian (ví dụ: số lần/giờ).
- Độ bền cơ: Số lần đóng cắt cơ học (không tải) mà khởi động từ có thể thực hiện được trước khi cần bảo trì hoặc thay thế.
- Độ bền điện: Số lần đóng cắt khi có tải mà khởi động từ có thể thực hiện được trước khi các tiếp điểm bị mòn hoặc hư hỏng.
3. Cách chọn khởi động từ cho động cơ
3.1. Kiểm tra điện áp điều khiển
Trước tiên, bạn cần xác định điện áp điều khiển của hệ thống (tủ điện) mà bạn sẽ lắp đặt khởi động từ. Điện áp này thường là 24VDC, 24VAC, 110VAC, 220VAC, hoặc 380VAC. Hãy chọn khởi động từ có điện áp cuộn hút (Uax) tương ứng với điện áp điều khiển của hệ thống.
3.2. Tính dòng điện mà động cơ sử dụng
3.2.1. Đối với động cơ 3 pha
Công thức tính:
I = P / (√3 * U * cosφ * η)
Trong đó:
- I: Dòng điện định mức của động cơ (Ampe).
- P: Công suất định mức của động cơ (Watt). Nếu công suất ghi bằng HP (mã lực) thì 1HP = 746W.
- U: Điện áp định mức của động cơ (Volt). Thường là 380V (đối với động cơ 3 pha ở Việt Nam).
- cosφ: Hệ số công suất của động cơ. Thường lấy giá trị 0.8 (nếu không có thông tin cụ thể). Nếu động cơ được cấp nguồn qua biến tần, có thể lấy cosφ = 0.96.
- η (Hiệu suất): Thường được lấy trong khoảng 0.8 – 0.9.
Cách tính cụ thể:
- Xác định P, U, cosφ (và η nếu có) của động cơ.
- Thay các giá trị vào công thức trên để tính I.
- Chọn khởi động từ có dòng điện định mức (In) lớn hơn hoặc bằng 1.2 – 1.5 lần dòng điện I vừa tính được (Ict ≥ (1.2 ~ 1.5) * I). Hệ số 1.2 – 1.5 được gọi là hệ số dự phòng (hay hệ số an toàn).
Sơ đồ mạch điện:
3.2.2. Đối với động cơ 1 pha
Công thức tính:
I = P / (U * cosφ * η)
Trong đó:
- I: Dòng điện định mức của động cơ (Ampe).
- P: Công suất định mức của động cơ (Watt).
- U: Điện áp định mức của động cơ (Volt). Thường là 220V (đối với động cơ 1 pha ở Việt Nam).
- cosφ: Hệ số công suất của động cơ. Thường lấy giá trị 0.8.
- η (Hiệu suất): Thường được lấy trong khoảng 0.8 – 0.9.
Cách tính cụ thể:
- Xác định P, U, cosφ (và η nếu có) của động cơ.
- Thay các giá trị vào công thức trên để tính I.
- Chọn khởi động từ có dòng điện định mức (In) lớn hơn hoặc bằng 1.2 – 1.5 lần dòng điện I vừa tính được (Ict ≥ (1.2 ~ 1.5) * I). Hệ số 1.2 – 1.5 được gọi là hệ số dự phòng (hay hệ số an toàn).
Sơ đồ mạch điện:
3.3. Ví dụ thực tế
Nếu bạn chọn khởi động từ cho động cơ 3 pha 380V, công suất 7.5kW. Đầu tiên, bạn cần tính dòng điện định mức của động cơ:
I = 7500 / (√3 * 380 * 0.8 * 0.85) ≈ 16.8 (A)
Tiếp theo, chọn khởi động từ có dòng điện định mức lớn hơn hoặc bằng 1.2 – 1.5 lần dòng I: Ict ≥ 1.2 * 16.8 = 20.16 (A). Như vậy, bạn có thể chọn khởi động từ có dòng định mức 25A.
Nếu bạn chọn khởi động từ cho động cơ 1 pha 220V, công suất 1.5kW. Đầu tiên, bạn cần tính dòng điện định mức của động cơ:
I = 1500 / (220 * 0.8 * 0.85) ≈ 10 (A)
Tiếp theo, chọn khởi động từ có dòng điện định mức lớn hơn hoặc bằng 1.2 – 1.5 lần dòng I: Ict ≥ 1.2 * 10 = 12(A). Như vậy, bạn có thể chọn khởi động từ có dòng định mức 12A hoặc 18A.
4. Các lưu ý quan trọng khi lựa chọn và lắp đặt khởi động từ cho động cơ
Để đảm bảo an toàn và hệ thống hoạt động ổn định, cần lưu ý một số điểm quan trọng khi lựa chọn và lắp đặt khởi động từ:
- Môi trường lắp đặt đóng vai trò quan trọng: Hãy chọn khởi động từ có cấp bảo vệ (IP) phù hợp với điều kiện môi trường (trong nhà, ngoài trời, nơi có bụi bẩn, độ ẩm cao…). Tránh lắp đặt ở nơi có nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp so với thông số kỹ thuật.
- Việc chọn đúng loại khởi động từ là rất cần thiết: Đảm bảo chọn loại phù hợp với động cơ (1 pha, 3 pha, không đồng bộ, đồng bộ…). Nếu cần đảo chiều quay, hãy chọn khởi động từ kép.
- Kết nối đúng kỹ thuật là yếu tố then chốt: Đấu nối dây dẫn theo sơ đồ, chú ý các cực của cuộn hút, tiếp điểm. Nên sử dụng đầu cos để tăng độ chắc chắn và tiếp xúc tốt cho các mối nối.
- Kiểm tra, bảo trì định kỳ là việc cần làm thường xuyên: Kiểm tra tình trạng hoạt động (có bị nóng, tiếng kêu lạ, tiếp điểm mòn…), vệ sinh, bảo trì để khởi động từ hoạt động ổn định.
- An toàn điện luôn phải được đặt lên hàng đầu: Luôn ngắt nguồn điện trước khi thao tác. Nếu bạn không am hiểu về thiết bị điện, hãy tìm người có chuyên môn để được tư vấn.
Ngoài ra, hãy chú ý đến hệ số an toàn bằng cách chọn khởi động từ có thông số kỹ thuật (dòng, áp) cao hơn một chút so với tính toán. Đừng quên lắp đặt đúng cách theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Cuối cùng, hãy kết hợp khởi động từ với các thiết bị bảo vệ như rơ le nhiệt, aptomat… để bảo vệ an toàn cho toàn bộ hệ thống.
Xem thêm:
Việc lựa chọn và lắp đặt khởi động từ cho động cơ đòi hỏi sự cẩn thận và hiểu biết về các thông số kỹ thuật. Hy vọng rằng, với những hướng dẫn chi tiết trong bài viết này, bạn đã có thể tự tin lựa chọn được khởi động từ phù hợp, đảm bảo hệ thống điện vận hành an toàn, ổn định và hiệu quả. Nếu cần tư vấn chọn mua thiết bị điện Siemens chính hãng, hãy liên hệ đến Thanh Thiên Phú qua hotline 08.12.77.88.99 để được hỗ trợ nhanh nhất nhé!
Trang chủ