Phân biệt giữa khởi động từ đơn và khởi động từ kép chi tiết

Khởi động từ (contactor) đóng vai trò quan trọng trong điều khiển động cơ. Bài viết này sẽ phân biệt rõ ràng giữa khởi động từ đơn và khởi động từ kép, bao gồm định nghĩa, nguyên lý, ứng dụng và sơ đồ mạch điện, giúp bạn lựa chọn loại khởi động từ phù hợp nhất.

1. Khởi động từ là gì?

Khởi động từ hay còn được gọi là contactor, đây là một thiết bị điện dùng để đóng/ngắt mạch điện, thường dùng để điều khiển động cơ. Thiết bị này hoạt động dựa trên nguyên lý điện từ, khi được cấp điện, cuộn dây bên trong sẽ tạo ra từ trường, hút các tiếp điểm lại với nhau để đóng mạch. Ngược lại, khi ngắt điện, tiếp điểm sẽ trở về vị trí ban đầu, ngắt mạch. Khởi động từ thường có các đặc điểm sau:

• Đóng/ngắt từ xa: Có thể điều khiển đóng/ngắt mạch điện từ xa thông qua các nút nhấn, công tắc hoặc các thiết bị điều khiển khác.
• Bảo vệ quá tải (kết hợp rơ le nhiệt): Khởi động từ thường được sử dụng kết hợp với rơ le nhiệt để bảo vệ động cơ khỏi quá tải. Khi dòng điện quá cao, rơ le nhiệt sẽ ngắt mạch, bảo vệ động cơ.
• Ứng dụng trong hệ thống tự động hóa: Khởi động từ là một thành phần quan trọng trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp, giúp điều khiển các thiết bị một cách tự động và chính xác.

Khởi động từ bao gồm các bộ phận chính sau:

• Nam châm điện: Bao gồm cuộn dây và lõi sắt, tạo ra từ trường để đóng/ngắt tiếp điểm.
• Hệ thống tiếp điểm: Bao gồm tiếp điểm chính (đóng/ngắt mạch chính) và tiếp điểm phụ (dùng cho mạch điều khiển).
• Hệ thống dập hồ quang: Giúp dập tắt hồ quang điện phát sinh khi đóng/ngắt tiếp điểm, bảo vệ tiếp điểm khỏi bị hư hại.

2. Tìm hiểu về khởi động từ đơn và khởi động từ kép

2.1. Khởi động từ đơn

Khởi động từ đơn là loại khởi động từ chỉ có một contactor. Nó được sử dụng để đóng/ngắt mạch điện cho động cơ, cho phép động cơ quay theo một chiều duy nhất. Đặc điểm chính của khởi động từ đơn:

• Điều khiển động cơ một chiều quay.
• Mạch điện đơn giản, dễ đấu nối.
• Chi phí thấp hơn so với khởi động từ kép.

Yêu cầu kỹ thuật đối với khởi động từ đơn:

• Tiếp điểm có độ bền cao, chịu mài mòn tốt.
• Khả năng đóng/ngắt mạch điện nhanh và dứt khoát.
• Tiêu thụ điện năng thấp.

Khi cuộn dây của contactor được cấp điện, nó sẽ tạo ra từ trường, hút tiếp điểm chính đóng lại, cấp điện cho động cơ. Khi ngắt điện cuộn dây, tiếp điểm chính sẽ mở ra, ngắt điện động cơ. Khởi động từ đơn thường được sử dụng trong các ứng dụng đơn giản, chỉ cần bật/tắt động cơ, ví dụ như điều khiển máy bơm, quạt, băng tải,…

2.2. Khởi động từ kép

Khởi động từ kép bao gồm hai contactor được liên kết với nhau, cho phép động cơ quay theo hai chiều (thuận và nghịch). Đặc điểm chính của khởi động từ kép:

• Điều khiển động cơ đảo chiều quay.
• Mạch điện phức tạp hơn khởi động từ đơn.
• Yêu cầu thêm các thiết bị bảo vệ như cầu chì, khóa liên động để đảm bảo an toàn.

Yêu cầu kỹ thuật của khởi động từ kép tương tự như khởi động từ đơn, nhưng cần thêm các yêu cầu về khả năng đảo chiều, độ tin cậy và an toàn của hệ thống.

Hai contactor trong khởi động từ kép được điều khiển sao cho chỉ một contactor được đóng tại một thời điểm. Khi contactor thứ nhất đóng, động cơ quay theo chiều thuận. Khi contactor thứ hai đóng, động cơ quay theo chiều nghịch. Việc chuyển đổi giữa hai contactor phải được thực hiện một cách an toàn, tránh tình trạng cả hai contactor cùng đóng gây ra ngắn mạch.

Khởi động từ kép được sử dụng trong các ứng dụng cần đảo chiều quay của động cơ, ví dụ như máy nâng hạ, cần trục, thang máy,…

3. Phân biệt khởi động từ đơn và khởi động từ kép

Để dễ dàng so sánh, chúng ta sẽ sử dụng bảng sau:

3. Tìm hiểu 14 mạch khởi động từ đơn và mạch khởi động từ kép

Lưu ý: Các sơ đồ chỉ mang tính tham khảo, thực tế có thể có nhiều biến thể.

Mạch khởi động từ đơn:

• Mạch động cơ 3 pha: Mạch cơ bản nhất, dùng để đóng/ngắt động cơ 3 pha. Sử dụng một khởi động từ đơn và nút nhấn ON/OFF.

• Mạch động cơ 3 pha có thử nháp: Bổ sung thêm nút nhấn thử nháp (JOG) để kiểm tra động cơ trước khi vận hành chính thức.

• Mạch động cơ 2 vị trí: Điều khiển động cơ bằng công tắc 2 vị trí (ON/OFF). Đơn giản nhưng ít an toàn hơn.

• Mạch động cơ lồng sóc đấu cuộn kháng: Sử dụng cuộn kháng để giảm dòng khởi động của động cơ, bảo vệ động cơ và hệ thống điện.

• Mạch khởi động sao – tam giác: Phương pháp khởi động phổ biến cho động cơ công suất lớn, giúp giảm dòng khởi động đáng kể. Động cơ được khởi động ở chế độ sao, sau đó chuyển sang chế độ tam giác khi đạt tốc độ ổn định.

• Mạch tự động giới hạn hành trình: Kết hợp công tắc hành trình để tự động dừng động cơ khi đạt đến vị trí mong muốn. Thường dùng trong các ứng dụng như băng tải, cửa cuốn,…

• Mạch hãm ngược: Sử dụng khởi động từ để đảo chiều quay động cơ, tạo ra mô-men hãm, giúp động cơ dừng nhanh hơn.

• Mạch hãm động năng: Dùng để hãm động cơ bằng cách ngắt nguồn điện và nối ngắn mạch cuộn dây động cơ.

Mạch khởi động từ kép:

• Mạch động cơ 3 pha đảo chiều: Sử dụng hai khởi động từ và khóa liên động để điều khiển động cơ quay thuận/nghịch.

• Mạch động cơ 2 cấp sao – tam giác kép: Phức tạp hơn mạch sao-tam giác đơn, cho phép điều khiển động cơ ở hai cấp tốc độ khác nhau.

• Mạch mở động cơ theo thứ tự: Dùng trong các hệ thống có nhiều động cơ, yêu cầu khởi động theo thứ tự nhất định.

• Mạch 2 động cơ luân phiên: Điều khiển hai động cơ hoạt động luân phiên nhau, thường dùng trong các hệ thống bơm, quạt,…

• Mạch động cơ chính – phụ: Cho phép chuyển đổi giữa động cơ chính và động cơ phụ (dự phòng).

• Mạch động cơ tự động chuyển nguồn: Tự động chuyển đổi nguồn điện cấp cho động cơ khi nguồn chính gặp sự cố.

Xem thêm:

• HMI là gì? Phân loại và những tính năng cơ bản
• Cảm biến chuyển động là gì? Nguyên lý hoạt động và cách lắp đặt
• Sensor là gì? Khái niệm, các loại cảm biến phổ biến và ứng dụng

Qua bài viết, hy vọng bạn đã nắm được sự khác biệt giữa khởi động từ đơn và khởi động từ kép, cũng như ứng dụng của chúng trong các mạch điện. Lựa chọn đúng loại khởi động từ sẽ tối ưu hóa hiệu quả và an toàn cho hệ thống điện. Liên hệ ngay với Thanh Thiên Phú – đại lý Siemens Việt Nam để được tư vấn và cung cấp các thiết bị điện Siemens chất lượng cao.