Bạn có nghe thấy âm thanh bất thường như tiếng rung hoặc ồn phát ra từ tủ điện? Rất có thể, khởi động từ (contactor) đang gặp sự cố. Tiếng ồn này không chỉ gây phiền toái mà còn là dấu hiệu cảnh báo về những vấn đề tiềm ẩn, có thể ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống điện. Bài viết này sẽ đi sâu vào nguyên nhân gây ra tiếng ồn ở khởi động từ, cách khắc phục hiệu quả để đảm bảo hệ thống điện của bạn vận hành êm ái và an toàn.
1. Khởi động từ là gì?
Khởi động từ (contactor) là một thiết bị điện dùng để đóng, ngắt mạch điện động lực (mạch có dòng điện lớn) một cách gián tiếp, thông qua một cuộn dây điện từ (cuộn hút). Nói một cách đơn giản, khởi động từ giống như một công tắc điện, nhưng có thể điều khiển được từ xa và chịu được dòng điện lớn hơn.
Khởi động từ được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điện công nghiệp và dân dụng, đặc biệt là để:
– Điều khiển động cơ: Khởi động, dừng và đảo chiều động cơ điện.
– Điều khiển hệ thống chiếu sáng: Bật, tắt các đèn công suất lớn.
– Điều khiển hệ thống sưởi ấm: Bật, tắt các lò sưởi điện.
– Điều khiển các tải điện khác: Bơm, quạt, máy nén khí,…
Khi có dòng điện chạy qua cuộn hút, cuộn hút sẽ tạo ra một lực từ trường. Lực từ trường này sẽ hút lõi thép di động, làm đóng các tiếp điểm chính của khởi động từ, cho phép dòng điện chạy qua mạch động lực. Khi ngắt dòng điện qua cuộn hút, lực từ trường mất đi, lò xo sẽ đẩy lõi thép di động trở về vị trí ban đầu, làm mở các tiếp điểm chính và ngắt mạch điện.
2. Nguyên nhân khởi động từ bị kêu
Tiếng ồn phát ra từ khởi động từ thường là dấu hiệu của một hoặc nhiều vấn đề bên trong thiết bị. Dưới đây là các nguyên nhân phổ biến:
2.1. Do vấn đề nguồn cấp điều khiển
Nguồn cấp điều khiển là nguồn điện cung cấp cho cuộn hút của khởi động từ. Nếu nguồn cấp này không đảm bảo, có thể gây ra tiếng ồn.
Dòng điện không đủ:
Cuộn hút của khởi động từ cần một dòng điện đủ lớn để tạo ra một lực từ trường đủ mạnh. Lực từ trường này có nhiệm vụ hút lõi thép di động, đóng các tiếp điểm chính và duy trì trạng thái đóng đó. Nếu dòng điện không đủ, lực từ trường sẽ yếu, không đủ sức giữ lõi thép, dẫn đến hiện tượng lõi thép bị rung, va đập vào lõi thép tĩnh và gây ra tiếng ồn “vo ve” hoặc “rè rè”.
Nguyên nhân cụ thể:
– Nguồn cấp yếu: Nguồn điện cung cấp (ắc quy, máy biến áp,…) bị yếu, không đủ công suất.
– Dây dẫn quá nhỏ: Dây dẫn từ nguồn đến cuộn hút có tiết diện quá nhỏ so với dòng điện yêu cầu, gây sụt áp trên đường dây.
– Tiếp xúc kém: Các điểm nối dây (cầu đấu, ốc vít,…) bị lỏng, bị oxy hóa, hoặc bị bẩn, làm tăng điện trở tiếp xúc và gây sụt áp.
Điện áp không đủ/không ổn định:
Tương tự như dòng điện, điện áp cấp cho cuộn hút cũng phải đủ và ổn định. Điện áp thấp hoặc không ổn định (lúc lên lúc xuống) sẽ khiến lực từ trường của cuộn hút thay đổi liên tục, không đủ sức giữ lõi thép, gây ra hiện tượng rung và tiếng ồn.
Nguyên nhân cụ thể:
– Nguồn cấp yếu/không ổn định: Máy biến áp bị quá tải, điện lưới chập chờn,…
– Sụt áp trên đường dây: Dây dẫn quá dài hoặc tiết diện quá nhỏ.
– Các thiết bị khác gây nhiễu: Các thiết bị điện tử công suất lớn (biến tần, bộ điều khiển tốc độ,…) có thể tạo ra sóng hài, gây nhiễu cho nguồn điện.
Điện áp định mức và dải hoạt động:
– Mỗi cuộn hút của khởi động từ đều có một điện áp định mức (ví dụ: 220V, 380V,…).
– Tuy nhiên, cuộn hút thường có một dải điện áp hoạt động cho phép (ví dụ: 85% – 110% điện áp định mức).
– Nếu điện áp cấp nằm ngoài dải này (quá thấp hoặc quá cao), khởi động từ có thể không hoạt động đúng cách, gây ra tiếng ồn hoặc thậm chí hư hỏng.
2.2. Do vấn đề về cuộn hút
Bản thân cuộn hút của khởi động từ cũng có thể là nguyên nhân gây ra tiếng ồn.
– Cuộn hút bị lỏng: Nếu cuộn hút không được lắp ráp hoặc cố định chắc chắn vào lõi thép, nó có thể bị rung lắc khi có dòng điện chạy qua, tạo ra tiếng ồn.
– Cuộn hút bị hư hỏng: Một số vòng dây trong cuộn hút bị chạm vào nhau do lớp cách điện bị hỏng, làm giảm số vòng dây hiệu dụng và gây ra hiện tượng quá nhiệt, phát ra tiếng ồn. Cuộn hút có thể bị cháy một phần do quá nhiệt hoặc do các nguyên nhân khác, làm thay đổi đặc tính điện và gây ra tiếng ồn. Dây của cuộn hút cũng có thể bị đứt (hở mạch), khiến khởi động từ không hoạt động hoặc hoạt động chập chờn, phát ra tiếng ồn.
– Điện áp quá cao: Cấp điện áp quá cao cho cuộn hút sẽ làm cuộn hút nóng lên nhanh, gây hư hỏng.
2.3. Do bụi bẩn và tạp chất
Sự tích tụ của bụi bẩn, tạp chất và quá trình oxy hóa (gỉ sét) là những nguyên nhân phổ biến gây ra tiếng ồn và sự cố vận hành cho khởi động từ. Khi các tạp chất này bám trên bề mặt tiếp điểm, chúng tạo ra một lớp điện trở tiếp xúc cao, dẫn đến hiện tượng phóng điện hồ quang và phát sinh nhiệt bất thường.
Đồng thời, sự xâm nhập của bụi bẩn vào các cơ cấu cơ khí làm tăng ma sát, cản trở chuyển động trơn tru của lõi thép di động và gây ra tiếng ồn cơ học. Quan trọng hơn, gỉ sét trên bề mặt lõi thép làm tăng khe hở từ, làm suy giảm lực hút điện từ. Sự suy giảm lực hút này không đủ để giữ chặt hai phần lõi thép, gây ra hiện tượng rung động và tạo ra tiếng ồn đặc trưng của khởi động từ.
2.4. Do tiếp điểm bị mòn
Sự xuống cấp của tiếp điểm là một nguyên nhân cốt lõi gây ra sự cố, bắt nguồn từ hai quá trình song song: mài mòn cơ học và xói mòn do hồ quang điện. Mài mòn cơ học là kết quả của các tác động vật lý lặp đi lặp lại trong mỗi chu kỳ đóng/ngắt.
Tuy nhiên, quá trình xói mòn do hồ quang điện thường nghiêm trọng hơn, xảy ra khi đóng/ngắt các tải có tính cảm như động cơ. Nhiệt độ cực cao của hồ quang gây ra sự nóng chảy và làm rỗ bề mặt kim loại. Cả hai hình thức xuống cấp này đều dẫn đến hệ quả chung là làm tăng điện trở tiếp xúc, gây phát sinh nhiệt bất thường, tiếp xúc không ổn định và cuối cùng có thể dẫn đến hư hỏng hoàn toàn của tiếp điểm.
2.5. Do lắp đặt sai cách
Các sai sót trong quá trình lắp đặt cũng là một nguyên nhân phổ biến gây ra tiếng ồn cho khởi động từ. Về mặt cơ khí, nếu thiết bị không được cố định chắc chắn vào bảng tủ điện, các rung động phát sinh trong quá trình đóng/ngắt sẽ được khuếch đại, tạo ra tiếng ồn.
Về mặt điện, các kết nối dây không được siết chặt sẽ làm tăng điện trở tiếp xúc, gây sụt áp và làm suy giảm dòng điện đến cuộn hút. Khi dòng điện không đủ, lực từ do cuộn hút tạo ra sẽ không đủ mạnh để giữ chặt lõi thép di động, dẫn đến hiện tượng rung và phát ra tiếng ồn đặc trưng.
2.6. Do tuổi thọ máy hoặc môi trường hoạt động
Khởi động từ cũ:
– Các bộ phận cơ khí (lò xo, lõi thép,…) có thể bị mòn, yếu sau một thời gian dài sử dụng.
– Lớp cách điện của cuộn hút có thể bị lão hóa, giảm khả năng cách điện.
– Các tiếp điểm bị mòn, cháy.
– Tất cả những yếu tố này có thể dẫn đến hoạt động không ổn định và gây ra tiếng ồn.
Môi trường khắc nghiệt:
– Nhiệt độ cao: Làm tăng tốc độ lão hóa của các bộ phận, đặc biệt là cuộn hút.
– Độ ẩm cao: Gây gỉ sét, ăn mòn các bộ phận kim loại.
– Bụi bẩn: Gây tắc nghẽn, tăng ma sát, làm bẩn tiếp điểm.
– Hóa chất: Có thể ăn mòn các bộ phận của khởi động từ.
– Rung động: Gây lỏng các bộ phận, làm mòn các chi tiết cơ khí.
3. Cách khắc phục khởi động từ bị kêu nhanh, hiệu quả
Khi phát hiện khởi động từ phát ra tiếng ồn bất thường, bạn cần nhanh chóng kiểm tra và khắc phục để tránh những hư hỏng nghiêm trọng hơn. Dưới đây là các bước thực hiện:
3.1. Ngắt nguồn điện
Đây là bước quan trọng nhất để đảm bảo an toàn:
– Luôn luôn ngắt nguồn điện cấp cho khởi động từ và các thiết bị liên quan trước khi thực hiện bất kỳ thao tác kiểm tra, sửa chữa hoặc thay thế nào.
– Sử dụng bút thử điện để kiểm tra lại xem đã ngắt điện hoàn toàn chưa.
– Cảnh báo cho những người xung quanh biết bạn đang làm việc với hệ thống điện.
3.2. Kiểm tra nguồn cấp điện
Quá trình kiểm tra bắt đầu bằng việc xác minh nguồn cấp điện cho cuộn hút của khởi động từ. Sử dụng đồng hồ vạn năng (VOM), cần đo điện áp thực tế tại hai đầu cuộn hút (A1, A2) và so sánh với dải điện áp định mức được ghi trên thiết bị. Bên cạnh đó, việc đo dòng điện bằng ampe kìm cũng cung cấp thông tin hữu ích để đối chiếu với thông số danh định.
Sau khi xác minh các thông số điện, cần kiểm tra trực quan toàn bộ đường dây dẫn cấp nguồn để phát hiện các dấu hiệu lỏng lẻo tại các đầu nối, sự ăn mòn, hoặc hư hỏng vật lý, đồng thời đảm bảo tiết diện dây dẫn phù hợp. Cuối cùng, cần đánh giá sự ổn định của chính nguồn cấp, bao gồm việc kiểm tra hoạt động của máy biến áp điều khiển (nếu có) và xác định xem có xảy ra hiện tượng sụt áp đáng kể khi có tải hay không.
3.3. Kiểm tra cuộn hút
Quá trình kiểm tra cuộn hút bao gồm việc kiểm tra trực quan và đo lường điện trở. Việc kiểm tra trực quan nhằm phát hiện các dấu hiệu hư hỏng do nhiệt như cháy, mùi khét, hoặc các hư hỏng vật lý như biến dạng, nứt vỡ.
Tiếp theo, sử dụng đồng hồ vạn năng, cần thực hiện đo lường điện trở của cuộn hút và so sánh giá trị này với thông số danh định trong tài liệu kỹ thuật. Một giá trị điện trở bằng không hoặc vô cùng chỉ ra tình trạng chập mạch hoặc hở mạch, trong khi một giá trị thấp hơn đáng kể so với thông số danh định thường là dấu hiệu của hiện tượng chập vòng (inter-turn short).
3.4. Kiểm tra bụi bẩn và tạp chất
Quá trình kiểm tra và vệ sinh cơ khí bao gồm việc kiểm tra trực quan để phát hiện các tạp chất như bụi bẩn hoặc mạt kim loại trên bề mặt tiếp điểm và trong các cơ cấu chuyển động. Đối với các tạp chất không bám dính, có thể sử dụng khí nén để loại bỏ. Đối với bề mặt tiếp điểm, cần sử dụng các dung dịch vệ sinh chuyên dụng (contact cleaner).
Cần lưu ý rằng việc sử dụng các vật liệu có tính mài mòn như giấy nhám là không được phép, vì chúng sẽ làm hỏng lớp mạ bề mặt và thay đổi biên dạng tiếp xúc. Trong trường hợp bề mặt lõi thép có dấu hiệu bị oxy hóa (gỉ sét), việc vệ sinh thông thường không còn hiệu quả và cần xem xét thay thế để đảm bảo lực hút từ đạt yêu cầu.
3.5. Kiểm tra tiếp điểm
Quá trình kiểm tra tình trạng tiếp điểm bao gồm việc kiểm tra trực quan và đo lường định lượng. Việc kiểm tra trực quan tập trung vào việc xác định các dấu hiệu xuống cấp vật lý như mài mòn cơ học, rỗ do hồ quang điện, và biến dạng trên cả các tiếp điểm chính và tiếp điểm phụ.
Để đánh giá định lượng, một đồng hồ đo điện trở tiếp xúc (micro-ohmmeter) được sử dụng để đo điện trở của các tiếp điểm khi khởi động từ đang ở trạng thái đóng. Một giá trị điện trở cao hơn đáng kể so với thông số kỹ thuật của nhà sản xuất hoặc so với một giá trị đo ban đầu sẽ là một chỉ báo rõ ràng cho thấy sự xuống cấp của tiếp điểm, đòi hỏi phải bảo trì hoặc thay thế.
3.6. Kiểm tra lắp đặt
Quá trình kiểm tra lắp đặt bao gồm việc xác minh các liên kết cơ khí và các điểm nối điện. Về mặt cơ khí, cần đảm bảo thiết bị được cố định chắc chắn vào bảng tủ điện để loại bỏ các rung động có thể phát sinh trong quá trình đóng/ngắt.
Về mặt điện, cần kiểm tra và đảm bảo tất cả các đầu nối dây đã được siết chặt, vì các kết nối lỏng lẻo không chỉ gây ra phát sinh nhiệt do điện trở tiếp xúc cao mà còn có thể dẫn đến sụt áp tại cuộn hút, làm suy giảm lực từ và gây ra tiếng ồn.
4. Cách ngăn ngừa tiếng ồn từ khởi động từ
Để khởi động từ hoạt động êm ái, bền bỉ và giảm thiểu tiếng ồn, bạn có thể thực hiện các biện pháp phòng ngừa sau:
– Ưu tiên khởi động từ của các thương hiệu uy tín, có nguồn gốc rõ ràng và thông số kỹ thuật phù hợp với tải và điều kiện hoạt động. Tham khảo ý kiến chuyên gia để chọn được sản phẩm tốt nhất.
– Tuân thủ hướng dẫn lắp đặt của nhà sản xuất. Gắn chặt khởi động từ vào tủ điện hoặc bề mặt lắp đặt, siết chặt các đầu nối dây. Chọn vị trí lắp đặt khô ráo, thoáng mát, tránh bụi bẩn, hóa chất và nhiệt độ cao.
– Lên lịch kiểm tra và vệ sinh khởi động từ thường xuyên. Vệ sinh bụi bẩn, kiểm tra các đầu nối dây, kiểm tra dấu hiệu hư hỏng, đo điện áp và dòng điện cấp cho cuộn hút (nếu có thể) và kiểm tra hoạt động đóng/ngắt.
– Không sử dụng khởi động từ vượt quá công suất. Tránh đóng/ngắt quá thường xuyên. Sử dụng các biện pháp giảm dòng khởi động cho động cơ (nếu có thể).
– Duy trì nhiệt độ, độ ẩm, và độ sạch của môi trường xung quanh khởi động từ. Tránh hóa chất ăn mòn và rung động.
– Thay thế khởi động từ đã quá cũ hoặc bị hư hỏng.
Xem thêm:
Tiếng ồn phát ra từ khởi động từ không chỉ gây khó chịu mà còn là dấu hiệu cảnh báo về những vấn đề tiềm ẩn trong hệ thống điện. Việc xác định đúng nguyên nhân và áp dụng biện pháp khắc phục kịp thời là rất quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu quả hoạt động. 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!
