Khởi Động Từ Là Gì? Tìm Hiểu Cấu Tạo, Chức Năng & Nguyên Lý Hoạt Động

Khởi động từ là gì? Trong các hệ thống điều khiển điện, khởi động từ là một thiết bị quan trọng và được ứng dụng phổ biến. Vậy cấu tạo, nguyên lý hoạt động và chức năng của khởi động từ là gì? Hãy cùng nhà thông minh AiSmarthome tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây!

Khởi động từ là gì?

Khởi động từ còn được gọi là Contactor là một thiết bị điện hạ áp dùng để đóng cắt các mạch điện động lực một cách thường xuyên. Đây là một thành phần quan trọng trong hệ thống điện, giúp điều khiển các thiết bị như động cơ, tụ bù, hệ thống chiếu sáng…thông qua nút nhấn, điều khiển tự động hoặc điều khiển từ xa.

Ưu điểm của khởi động từ

• Tiếp điểm bền bỉ, có khả năng chống mài mòn cao.
• Khả năng đóng cắt mạnh mẽ, hoạt động hiệu quả.
• Thao tác đóng cắt diễn ra nhanh chóng.
• Tiêu thụ ít điện năng, giúp tiết kiệm chi phí vận hành.
• Đảm bảo an toàn cho người sử dụng nhờ chế độ đóng ngắt từ xa, đặc biệt có vỏ bảo vệ giúp hạn chế hồ quang trong môi trường độc hại.

• Vận hành ổn định, độ bền cao, ít gặp sự cố, phù hợp với hệ thống điện phức tạp và có công suất lớn.
• Thiết kế nhỏ gọn, chắc chắn, dễ dàng lắp đặt ở nhiều vị trí, kể cả không gian chật hẹp.
• Giá cả hợp lý, phổ biến trên thị trường, dễ dàng tìm mua.
• Thời gian đóng cắt nhanh, giúp tối ưu hóa việc sử dụng điện năng.
• Tiếp điểm chính và tiếp điểm phụ có độ bền cao, chống ăn mòn tốt, đảm bảo tuổi thọ lâu dài.

Cấu tạo của khởi động từ

Khởi động từ gồm ba bộ phận chính:

• Nam châm điện: Bao gồm cuộn dây tạo lực hút, lõi sắt và lò xo giúp đẩy nắp trở về vị trí ban đầu sau khi ngắt nguồn điện.
• Bộ phận dập hồ quang: Khi chuyển mạch, các tiếp điểm có thể bị cháy hoặc mài mòn do tia hồ quang. Vì vậy, khởi động từ được trang bị hệ thống dập hồ quang để bảo vệ và kéo dài tuổi thọ tiếp điểm.
• Hệ thống tiếp điểm: Tiếp điểm chính của rơ le là loại tiếp điểm thường hở, chỉ đóng lại khi cuộn hút nam châm điện được cấp nguồn, cho phép dòng điện lớn đi qua. Trong khi đó, tiếp điểm phụ bao gồm hai trạng thái thường đóng (NC) và thường mở (NO), chỉ cho phép dòng điện nhỏ hơn 5A đi qua. Tiếp điểm phụ chủ yếu được sử dụng để điều khiển mạch phụ trong hệ thống điện.

Nguyên lý hoạt động

Khởi động từ hoạt động dựa trên nguyên tắc sử dụng nam châm điện để đóng cắt mạch điện động lực. Khi cấp điện áp vào cuộn dây bằng cách nhấn nút khởi động, dòng điện chạy qua cuộn dây tạo ra từ trường, hút lõi thép di động và khép kín mạch từ. Khi đó, các tiếp điểm chính đóng lại, cho phép dòng điện đi qua để khởi động động cơ, đồng thời tiếp điểm phụ thường hở cũng đóng lại để duy trì mạch điều khiển ngay cả khi thả tay khỏi nút nhấn. 

Ngược lại, khi nhấn nút dừng hoặc ngắt nguồn điện, cuộn dây mất điện, lõi thép di động bị lò xo đẩy về vị trí ban đầu, khiến các tiếp điểm chính mở ra, ngắt nguồn cấp cho động cơ và làm động cơ dừng hoạt động. Tiếp điểm phụ cũng trở về trạng thái ban đầu, đảm bảo hệ thống hoạt động theo đúng quy trình. Ngoài ra, khi xảy ra quá tải, rơle nhiệt sẽ tác động làm ngắt mạch điện của cuộn dây, từ đó ngắt khởi động từ và dừng động cơ, giúp bảo vệ thiết bị an toàn và tránh hư hỏng.

Ứng dụng của khởi động từ

Khởi động từ được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và dân dụng để điều khiển các thiết bị điện và động cơ, giúp vận hành an toàn và tự động hóa hệ thống. Đây là một giải pháp điều khiển bằng phương pháp cơ điện, đơn giản, ổn định và dễ bảo trì, tuy nhiên nó không thể xử lý các quá trình quá phức tạp.

Trong điện công nghiệp và dân dụng, khởi động từ có nhiều ứng dụng quan trọng như

• Điều khiển hệ thống chiếu sáng: Kết hợp với PLC hoặc rơle thời gian để tự động bật/tắt đèn theo lịch trình cài đặt.
• Điều khiển động cơ: Cho phép khởi động trực tiếp hoặc kết hợp với rơle nhiệt để bảo vệ động cơ khi quá tải.
• Điều khiển tụ bù: Dùng để đóng/cắt các cấp của tụ bù, giúp ổn định hệ thống điện theo tải làm việc.

Trong lĩnh vực tự động hóa, khởi động từ được ứng dụng vào các hệ thống có yêu cầu xử lý phức tạp, thường kết hợp với các bộ điều khiển điện tử để hỗ trợ quy trình sản xuất, chẳng hạn như hệ thống đóng gói sản phẩm, ép nhựa… giúp tối ưu hóa và nâng cao hiệu suất làm việc.

Phân loại khởi động từ

Việc hiểu rõ các loại khởi động từ sẽ giúp người dùng lựa chọn đúng loại contactor phù hợp với nguồn điện và nguyên lý truyền động, đảm bảo thiết bị vận hành hiệu quả. Dựa trên các tiêu chí phân loại khác nhau, khởi động từ được chia thành nhiều loại như sau.

Phân loại theo kết cấu

Phân loại theo điện áp

Gồm có khởi động từ trung thế và khởi động từ hạ thế, tùy thuộc vào mức điện áp hoạt động.

• Khởi động từ trung thế: Được sử dụng trong hệ thống điện có điện áp trung bình, thường từ 1kV đến 35kV. Loại này thường xuất hiện trong các trạm biến áp, hệ thống cung cấp điện công nghiệp quy mô lớn hoặc các nhà máy sản xuất, nơi cần điều khiển các động cơ công suất lớn.
• Khởi động từ hạ thế: Hoạt động ở mức điện áp thấp hơn, thường dưới 1kV, phổ biến trong hệ thống điện dân dụng và công nghiệp nhỏ. Chúng được sử dụng để điều khiển động cơ, tụ bù, hệ thống chiếu sáng và các thiết bị điện khác trong nhà máy, tòa nhà hoặc công trình dân dụng.

Phân loại theo chức năng

​​Có nhiều loại Contactor được thiết kế chuyên biệt để phù hợp với từng ứng dụng cụ thể trong công nghiệp và dân dụng. Dưới đây là một số kiểu contactor phổ biến:

• Contactor chuyên dùng cho tụ bù: Loại này được thiết kế đặc biệt để đóng cắt tụ bù trong hệ thống bù công suất phản kháng. Nó có khả năng chịu dòng điện xung kích cao khi đóng tụ, giúp giảm thiểu hao mòn tiếp điểm và tăng tuổi thọ thiết bị
• Contactor chuyên dùng cho động cơ (motor): Đây là loại phổ biến nhất, được sử dụng để khởi động, dừng và bảo vệ động cơ điện. Thường kết hợp với rơle nhiệt để bảo vệ motor khỏi quá tải.
• Contactor chống bụi, chống nước: Loại này có lớp vỏ bảo vệ đặc biệt, đạt tiêu chuẩn IP cao (chẳng hạn IP65, IP67), giúp hoạt động ổn định trong môi trường bụi bẩn, ẩm ướt hoặc ngoài trời.
• Contactor chống nổ: Được thiết kế để hoạt động an toàn trong môi trường dễ cháy nổ, chẳng hạn như các nhà máy hóa chất, khai thác mỏ hoặc khu vực có khí gas, hơi dầu. Loại này thường có vỏ bọc kín chống tia lửa điện phát ra bên ngoài.

Phân loại theo dạng dòng điện

Dựa trên dạng dòng điện có 2 loại contactor đó là contactor một chiều và contactor xoay chiều.

• Contactor một chiều được sử dụng trong hệ thống điện một chiều như xe điện, năng lượng mặt trời, ắc quy… Loại này có thiết kế đặc biệt để chống hồ quang kéo dài do dòng điện một chiều không thay đổi chiều.
• Contactor xoay chiều hoạt động với dòng điện xoay chiều, phổ biến trong hệ thống điện công nghiệp và dân dụng. Nhờ đặc tính của dòng điện xoay chiều, việc dập hồ quang dễ dàng hơn, giúp contactor đơn giản và bền hơn so với loại điện một chiều.

Phân loại theo dòng điện định mức

Khởi động từ được phân loại theo dòng điện, gồm loại dòng điện nhỏ và dòng điện lớn.

• Khởi động từ dòng điện nhỏ: Thường có mức dòng từ 6A, 9A, 12A, 18A,…phù hợp cho các thiết bị điện công suất thấp, động cơ nhỏ hoặc hệ thống chiếu sáng trong dân dụng và công nghiệp nhẹ.
• Khởi động từ dòng điện lớn: Được thiết kế để chịu tải cao, với dòng điện từ 600A, 800A, 900A,…thường dùng trong các hệ thống động cơ công suất lớn, máy móc công nghiệp nặng hoặc trạm biến áp.

Phân loại theo nguyên lý truyền động

Theo nguyên lý truyền động contactor được chia làm các loại bao gồm: contactor kiểu điện từ, kiểu thủy lực và kiểu hơi ép. Trong đó, contactor kiểu điện từ là loại phổ biến nhất nhờ thiết kế đơn giản, dễ sử dụng và độ bền cao.

• Contactor kiểu điện từ: Hoạt động dựa trên nguyên lý nam châm điện để đóng cắt mạch điện, được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và dân dụng.
• Contactor kiểu thủy lực: Dùng áp lực dầu để vận hành, thường xuất hiện trong các hệ thống yêu cầu lực đóng cắt lớn và hoạt động ổn định.
• Contactor kiểu hơi ép: Sử dụng khí nén để điều khiển đóng ngắt mạch điện, phù hợp với các môi trường đặc biệt như khu vực dễ cháy nổ.

Một số khởi động từ phổ biến nhất hiện nay

Trên thị trường hiện nay có nhiều hãng sản xuất contactor, nhưng để đảm bảo an toàn và độ bền cao, nên lựa chọn các thương hiệu uy tín. Sau đây là một số thương hiệu mà bạn có thể lựa chọn:

Khởi động từ ABB

Khởi động từ ABB có độ bền cao và hiệu suất ổn định, trong đó dòng contactor ABB ESB là một trong những sản phẩm nổi bật được nhiều người tin dùng. Với độ bền cơ học lên đến 10 triệu lần đóng ngắt, thiết bị đảm bảo hoạt động lâu dài và tin cậy. Sản phẩm đạt tiêu chuẩn IP20 và tuân thủ IEC 60947-4-1, đáp ứng các yêu cầu khắt khe về an toàn và chất lượng.

Khởi động từ CHINT

Các dòng khởi động NCH và NXC của Chint không chỉ được ưa chuộng nhờ giá thành hợp lý, thiết kế nhỏ gọn và tiết kiệm điện năng mà còn nổi bật với tính năng bền bỉ và hiệu suất cao. Sản phẩm giúp tối ưu hóa quá trình vận hành, giảm thiểu tổn thất điện năng và dễ dàng bảo trì, bảo dưỡng. Với những ưu điểm vượt trội này, NCH và NXC là lựa chọn lý tưởng cho các hệ thống điện công nghiệp và dân dụng, đáp ứng nhu cầu đa dạng của người dùng

Khởi động từ Mitsubishi

Khởi động từ Mitsubishi là thiết bị chất lượng cao đến từ Nhật Bản, có giá thành hợp lý và độ bền vượt trội. Sản phẩm hỗ trợ dòng điện từ 9A đến 100A, với điện áp điều khiển 220V, phù hợp cho nhiều ứng dụng. Đặc biệt, dòng S-T10 được đánh giá cao về độ chính xác, an toàn, thông minh và bền bỉ, đáp ứng tốt nhu cầu sử dụng trong công nghiệp và dân dụng.

Khởi động từ Schneider

Công tắc tơ Schneider là sản phẩm được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy và công trình nhờ vào chất lượng vượt trội và độ bền bỉ cao. Với khả năng hoạt động ở điện áp 380V, thiết bị này đặc biệt phù hợp với các hệ thống công suất lớn, giúp đảm bảo vận hành ổn định và hiệu quả. Sản phẩm không chỉ đáp ứng nhu cầu sử dụng trong các môi trường công nghiệp khắc nghiệt mà còn góp phần tiết kiệm chi phí vận hành lâu dài.

Khởi động từ LSMC12b

Khởi động từ LS, xuất xứ từ Hàn Quốc, được ưa chuộng nhờ vào giá thành hợp lý và hiệu suất ổn định. Các dòng sản phẩm tiêu biểu như MC 800A, MC 630A, MC 500A có điện áp điều khiển 220V, hoạt động hiệu quả trong dải nhiệt độ từ -5°C đến 40°C. Những đặc tính này giúp khởi động từ LS phù hợp với các khu công nghiệp tại châu Á, nơi yêu cầu hoạt động bền bỉ trong môi trường khắc nghiệt. Sản phẩm có khả năng vận hành ổn định, tiết kiệm năng lượng và dễ dàng bảo trì, mang lại hiệu quả lâu dài cho các hệ thống điện công nghiệp.

Với những thông tin được nêu trên ta có thể thấy rằng, khởi động từ có vai trò rất quan trọng trong hệ thống điện. Bạn có thể tìm hiểu thêm các loại thiết bị điện được nhiều người dùng sử dụng cho hệ thống điện trong ngôi nhà của mình qua bài viết sau nhé: [Top 7] Thiết bị bảo vệ mạng điện phổ biến nhất hiện nay.

Từ bài viết trên, hy vọng với những thông tin có thể giúp bạn hiểu thêm khởi động từ là gì? Với sự đa dạng về chủng loại, khởi động từ đóng vai trò quan trọng trong thiết bị điện tử của mỗi gia đình. Nếu bạn muốn trang bị cho ngôi nhà của mình những loại thiết bị điện để đảm bảo sự an toàn cho gia đình thì nhanh tay liên hệ cho công ty nhà thông minh AiSmartHome qua hotline 0396999918 để được hỗ trợ một cách nhanh nhất.