So sánh điểm giống và khác nhau giữa contactor và relay

Lê Hồng Phong

Công tắc tơ và rơle đều là những thiết bị điều khiển điện được sử dụng phổ biến trong các hệ thống điện công nghiệp và thương mại. Mặc dù có chức năng tương tự nhau nhưng contactor và rơle có một số khác biệt về cấu trúc, nguyên lý hoạt động và ứng dụng. KTH ELECTRIC sẽ đưa ra so sánh chi tiết về các yếu tố trên dưới đây.

So sánh khái niệm contactor và rơle

Contactor là thiết bị dùng để đóng, ngắt mạch điện và chuyển đổi nguồn điện cho các phụ tải công suất lớn như động cơ, máy biến áp, tụ điện,… Thiết bị này có khả năng đóng ngắt nhanh chóng, được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điện có kết cấu phức tạp, tính tự động hóa cao. Công tắc tơ được phân loại dựa trên điện áp hoạt động, bao gồm 1 pha và 3 pha.

Rơle là tên gọi chung cho các thiết bị ngắt mạch điện có chức năng đo lường các hệ số đầu vào và so sánh chúng với các thông số định mức. Các yếu tố so sánh rất đa dạng từ dòng điện, ánh sáng đến âm thanh, nhiệt độ… Hiện nay có rất nhiều loại rơle như rơle điện từ, rơle nhiệt, rơle chốt từ, rơle trung gian, rơle bán dẫn,… Mỗi loại rơle có cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng khác nhau.

So sánh cấu tạo của rơle và contactor

Chúng có cùng chức năng đóng/ngắt mạch điện nhưng mục đích sử dụng của chúng khác nhau nên cấu tạo của contactor và rơle sẽ có sự khác nhau. Hãy cùng KTH ELECTRIC tìm hiểu về cấu tạo của 2 thiết bị này nhé.

Cấu trúc contactor

Bên trong contactor có 3 bộ phận chính: hệ thống tiếp điểm, buồng dập hồ quang và nam châm điện.

• Hệ thống tiếp điểm: Gồm 3 cặp tiếp điểm chính 1, 2 và 3 (contactor 2 cực có 2 cặp tiếp điểm) cho mạch điện và các tiếp điểm phụ cho mạch điều khiển. Tiếp điểm chính cho phép dòng điện lớn đi qua trong khi các tiếp điểm phụ cho phép dòng điện dưới 5A đi qua.
• Buồng dập hồ quang: Gồm các tấm thép nhỏ ghép lại với nhau nhằm phân chia dòng hồ quang và dập tắt hồ quang mà không gây ra hiện tượng hàn tiếp xúc. Hồ quang được tạo ra với nhiệt lượng lớn sau khi trạng thái của mạch thay đổi khi có dòng điện chạy qua nó.
• Nam châm điện: Một cuộn dây quấn nhiều vòng quanh lõi thép để tạo ra từ trường, tương tự như nam châm. Khi dòng điện chạy qua contactor, nam châm sẽ hút các tiếp điểm chuyển động về phía các tiếp điểm tĩnh để ngăn dòng điện đi qua. Khi không còn dòng điện đi qua, các tiếp điểm sẽ trở về trạng thái bình thường.

Cấu trúc rơle

Các bộ phận chính trong rơle bao gồm:

• Cuộn dây: Cấu trúc tương tự như nam châm điện trong contactor, là lõi sắt quấn quanh một cuộn dây thép mỏng nhằm tạo ra từ trường để đóng/mở tiếp điểm.
• Chân COM: Là chân tín hiệu thông dụng để kết nối chân NO và chân NC.
• Chân NO: Là chân thường mở. Chỉ khi cấp nguồn vào cuộn dây thì chân này mới đóng lại để nối với chân COM ở trạng thái đóng.
• Chân NC: Là chân thường đóng. Cách thức hoạt động của chân NC ngược lại với chân NO. Khi cấp nguồn, chân NC mở ra và cách ly với chân COM.

So sánh nguyên lý hoạt động của contactor và rơle

Về cơ bản, nguyên lý hoạt động của rơle và nguyên lý hoạt động của contactor khá giống nhau, đều dựa trên cơ chế tạo ra từ trường từ cuộn dây khi có dòng điện đi qua làm thay đổi trạng thái thiết bị.

Nguyên lý hoạt động của contactor

Khi cấp nguồn vào cuộn dây, một dòng điện chạy qua cuộn dây, tạo ra từ trường. Lực từ sinh ra sẽ hút lõi từ chuyển động về phía cuộn dây. Khi lõi từ di chuyển sẽ tác động đến hệ thống tiếp điểm khiến tiếp điểm chính đóng lại và tiếp điểm phụ chuyển trạng thái (khi thường đóng sẽ mở và khi thường mở sẽ đóng). Lúc này dòng điện sẽ được truyền từ mạch điều khiển đến mạch chính, từ đó điều khiển các thiết bị điện trong mạch.

Khi ngắt nguồn điện ra khỏi cuộn dây, lò xo sẽ ​​đẩy lõi từ về vị trí ban đầu. Hệ thống tiếp điểm sẽ trở về trạng thái ban đầu, mạch điện sẽ bị ngắt.

Nguyên lý hoạt động của rơle

Trong rơle có 2 mạch độc lập: mạch 1 điều khiển cuộn dây của rơle (cho dòng điện chạy qua cuộn dây hoặc không chuyển trạng thái rơle ON – OFF); Mạch 2 điều khiển dòng điện có chạy qua rơle hay không.

Dòng điện chạy qua cuộn dây (mạch thứ nhất) tạo ra một từ trường hút, làm cho các tiếp điểm bên trong đóng hoặc mở để kích hoạt mạch thứ hai, làm thay đổi trạng thái rơle. Khi tắt dòng điện, nam châm ngừng hoạt động và không tạo ra từ trường. Tiếp điểm sẽ trở về vị trí cũ và khiến mạch 2 bị gián đoạn.

Ngoài ra, tùy thuộc vào loại rơle và công dụng của rơle mà có thể xác định được nguyên lý hoạt động chi tiết.

=>> Xem thêm: Cầu dao tự động và khởi động từ khác nhau như thế nào?

So sánh tính năng của contactor và rơle

Đặc trưng khi sử dụng với dòng tải lớn hơn, contactor được trang bị nhiều tính năng an toàn về điện mà rơle không có.

• Tiêu chuẩn liên hệ

Hầu hết các công tắc tơ chỉ có các tiếp điểm mở, nghĩa là các tiếp điểm chỉ được kết nối khi có dòng điện chạy qua chúng, tách ra khi không có tiếp điểm. Tính năng này giúp hạn chế nguy cơ cháy nổ khi tiếp xúc khi gặp sự cố về điện. Rơle có cả tiếp điểm đóng và mở tùy thuộc vào loại rơle. Tiếp điểm đóng có đặc tính là luôn có tiếp điểm khi không có dòng điện và mở ra để ngắt mạch khi có dòng điện sự cố.

Cả contactor và rơle đều có thể gắn thêm các tiếp điểm phụ (bao gồm tiếp điểm đóng NC và tiếp điểm NO mở) để mở rộng chức năng vận hành. Trên thực tế, khả năng gắn thêm tiếp điểm bổ sung của contactor là vượt trội vì thiết bị này được sử dụng trong các mạch phức tạp và có cường độ dòng điện cao hơn.

Contactor được thiết kế để chịu được dòng tải cao nên có tính năng an toàn trong trường hợp mất dòng điện. Khi mạch có dòng điện trở lại, contactor sẽ được nạp lò xo để ngăn các tiếp điểm chạm vào nhau khiến thiết bị phát nổ. Ngược lại, rơle thường hoạt động với công suất dòng điện thấp nên ít sử dụng tiếp điểm lò xo.

• Tính năng chống hồ quang

Contactor có buồng dập hồ quang được làm bằng các thanh chắn, thanh kéo hoặc không khí nên triệt tiêu hồ quang rất hiệu quả và an toàn hơn rơle. Mặt khác, contactor kéo dài đường cong, càng xa thì dập tắt hồ quang càng tốt. Mặt khác, rơle có khả năng chịu tải thấp không có buồng ức chế hồ quang nên việc triệt tiêu hồ quang không triệt để như ở contactor.

• Tính năng chống quá tải

Khi gặp tình trạng quá tải, contactor sẽ nhận được tín hiệu từ cảm biến để tắt nguồn trong vòng 10 – 30 giây nhằm bảo vệ các thiết bị tải và mạch điện. Ngược lại với đặc tính chịu tải thấp, rơle không có khả năng bảo vệ quá tải cao và không phù hợp với các ứng dụng yêu cầu cường độ dòng điện lớn.

=>> Đọc thêm: 3 điều cần lưu ý khi chọn contactor cho động cơ

So sánh ứng dụng của rơle và contactor

Đặc tính của rơle là sử dụng cho dòng điện có công suất thấp và trong các trường hợp sau:

• Dùng cho cả mạch điện dân dụng và công nghiệp
• Giám sát an toàn hệ thống điện và hệ thống máy móc công nghiệp
• Công tắc riêng cho các thiết bị điện tử như tủ lạnh, máy giặt, máy công nghiệp chuyên dụng,…

Với điện áp dưới 240V và cường độ dòng điện dưới 10A, rơle sẽ được ưu tiên hơn là công tắc tơ. Contactor có khả năng chịu tải lớn, làm việc với dòng điện công suất lớn, cường độ từ 10A.

Các ứng dụng cụ thể của contactor bao gồm:

• Điều khiển tụ điện, động cơ, hệ thống chiếu sáng,… nhằm nâng cao hiệu suất vận hành và tăng tuổi thọ thiết bị
• Điều khiển máy móc công nghiệp tăng cường tự động hóa cho dây chuyền sản xuất

Trong nhiều trường hợp, công tắc tơ được kết hợp với các loại rơle khác:

Trên đây là tổng hợp những điểm giống và khác nhau giữa contactor và rơle của KTH ELECTRIC. Chúng tôi hy vọng qua bài viết trên các bạn có thể phân biệt được 2 thiết bị này để cân nhắc lựa chọn chiếc phù hợp với mục đích sử dụng của mình. Tìm thêm nhiều kiến ​​thức hữu ích về contactor và rơle trên website Điện BTB.