Tổng quan về khởi động từ Siemens chi tiết nhất

Trong mạng lưới điện công nghiệp và các hệ thống tự động hóa, việc điều khiển đóng cắt nguồn điện cho động cơ và các thiết bị tải lớn là một nhiệm vụ cốt lõi. Thiết bị đảm nhận trọng trách này phải đảm bảo sự bền bỉ, an toàn và khả năng chịu đựng được tần suất hoạt động cao. Khởi động từ Siemens (hay còn gọi là Contactor Siemens) từ lâu đã trở thành tiêu chuẩn vàng trong ngành công nghiệp điện trên toàn cầu. Thuộc dòng sản phẩm SIRIUS danh tiếng, các thiết bị này không chỉ đơn thuần là khí cụ điện đóng ngắt, mà còn là nền tảng cho các giải pháp khởi động động cơ thông minh, linh hoạt và hiệu quả. Bài viết này sẽ cung cấp một cái nhìn toàn diện, đi sâu vào cấu tạo, nguyên lý và các dòng sản phẩm cụ thể, giúp các kỹ sư và chủ đầu tư hiểu rõ tại sao Siemens luôn là sự lựa chọn số một cho các tủ điện công nghiệp.

Giới thiệu về khởi động từ Siemens

Khởi động từ siemens là gì?

Khởi động từ Siemens, tên tiếng Anh là Siemens Contactor, là một khí cụ điện hạ áp thực hiện việc đóng cắt các mạch điện động lực một cách thường xuyên bằng cơ chế điện từ. Khác với cầu dao (Aptomat) chỉ đóng cắt khi có sự cố hoặc bằng tay, khởi động từ được thiết kế để điều khiển từ xa thông qua các nút nhấn, cảm biến, PLC hoặc hệ thống SCADA.

Trong hệ sinh thái thiết bị điện của Siemens, khởi động từ thuộc dòng SIRIUS. Đây là một hệ thống mô-đun hóa toàn diện, nơi khởi động từ có thể kết hợp cơ khí và điện một cách hoàn hảo với các thiết bị khác như Aptomat bảo vệ động cơ (MPCB) và Rơ le nhiệt (Overload Relay) để tạo thành bộ khởi động động cơ (Motor Starter) hoàn chỉnh mà không cần dây nối phức tạp. Siemens cung cấp dải khởi động từ cực rộng, từ các dòng mini vài Ampe cho đến các dòng công suất lớn hàng nghìn Ampe, đáp ứng mọi nhu cầu từ dân dụng đến công nghiệp nặng.

Nguyên lí hoạt động của khởi động từ Siemens

Cơ chế hoạt động của khởi động từ Siemens dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ, biến đổi năng lượng điện thành lực cơ học để đóng mở các tiếp điểm. Cụ thể quá trình diễn ra như sau:

• Cấp nguồn: Khi ta cấp điện áp (AC hoặc DC tùy model) vào hai đầu cuộn dây (Coil) của khởi động từ.
• Tạo từ trường: Dòng điện chạy qua cuộn dây sẽ sinh ra một từ trường mạnh bên trong lõi thép tĩnh (Static Core).
• Hút lõi thép: Lực từ trường này sẽ thắng lực đàn hồi của lò xo phản hồi, hút lõi thép động (Armature) di chuyển về phía lõi thép tĩnh.
• Đóng tiếp điểm: Lõi thép động được liên kết cơ khí với hệ thống tiếp điểm động. Khi lõi thép di chuyển, nó kéo theo các tiếp điểm động tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh. Mạch động lực được đóng kín, dòng điện chạy từ nguồn đến động cơ, làm động cơ khởi động.
• Ngắt nguồn: Khi ngắt điện vào cuộn dây, từ trường biến mất. Lò xo phản hồi sẽ đẩy lõi thép động trở về vị trí ban đầu, tách rời các tiếp điểm. Mạch điện bị ngắt, hồ quang điện sinh ra sẽ được dập tắt bởi buồng dập hồ quang, và động cơ dừng lại.

Điểm đặc biệt trong thiết kế của Siemens là tối ưu hóa lực hút và lực lò xo, cùng với thiết kế buồng dập hồ quang tiên tiến, giúp giảm thiểu tia lửa điện, bảo vệ bề mặt tiếp điểm và kéo dài tuổi thọ thiết bị lên tới hàng chục triệu lần đóng cắt.

Vì sao bạn nên chọn mua khởi động từ Siemens

Giữa vô vàn thương hiệu thiết bị điện trên thị trường, Siemens vẫn giữ vững vị thế số 1 nhờ những ưu điểm kỹ thuật vượt trội mà ít hãng nào sánh kịp:

• Độ bền cơ khí và điện cực cao: Khởi động từ Siemens được chế tạo với vật liệu tiếp điểm cao cấp (hợp kim Bạc), cho phép chịu được dòng khởi động lớn và tần suất đóng cắt liên tục mà không bị dính tiếp điểm hay hao mòn nhanh. Tuổi thọ cơ khí có thể đạt tới 30 triệu lần đóng cắt.
• Thiết kế dạng Mô-đun (SIRIUS System): Đây là lợi thế lớn nhất. Các kích thước (Size S00, S0, S2, S3…) được chuẩn hóa. Bạn có thể lắp ghép khởi động từ với rơ le nhiệt hoặc CB bảo vệ động cơ chỉ bằng thao tác “nhấn và khóa” (click-and-go) mà không cần đi dây động lực, giúp tủ điện gọn gàng, thẩm mỹ và giảm rủi ro sai sót khi đấu nối.
• Hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt: Các sản phẩm của Siemens chịu được nhiệt độ cao (lên đến 60 độ C mà không giảm dòng định mức ở một số dòng), chống bụi và rung động tốt, phù hợp với môi trường nhà máy công nghiệp.
• Tiêu chuẩn toàn cầu: Đáp ứng mọi tiêu chuẩn khắt khe nhất như IEC, UL, CSA, CCC, cho phép thiết bị được sử dụng và chấp nhận ở bất kỳ quốc gia nào trên thế giới.

Đặc điểm nổi bật của khởi động từ Siemens

• Terminal an toàn: Các đầu đấu dây được thiết kế dạng kẹp lò xo (Spring-type) hoặc vít chắc chắn, chống rung lắc, đảm bảo tiếp xúc điện tốt nhất theo thời gian.
• Kích thước nhỏ gọn: Dòng SIRIUS Innovation (3RT2) có kích thước tối ưu, giúp tiết kiệm không gian tủ điện, cho phép mật độ lắp đặt cao hơn.
• Cuộn hút dải rộng: Nhiều dòng contactor Siemens trang bị cuộn hút điện tử (Electronic Coil) có thể hoạt động với dải điện áp rộng (ví dụ 20-33V AC/DC) và tiêu thụ năng lượng cực thấp, cho phép điều khiển trực tiếp từ PLC mà không cần rơ le trung gian.
• Phụ kiện đa dạng: Dễ dàng lắp thêm các tiếp điểm phụ (Auxiliary Contact), bộ khóa liên động cơ khí (Mechanical Interlock), bộ chống sét (Surge Suppressor) ngay trên thân contactor mà không cần dụng cụ chuyên dụng.

Phân loại các dòng khởi động từ Siemens phổ biến nhất hiện nay

Siemens phân loại khởi động từ theo kích thước (Size) và công suất để phù hợp với từng ứng dụng cụ thể. Dưới đây là các dòng phổ biến nhất thường gặp trong các tủ điện công nghiệp.

Khởi động từ dòng 3RT1015

Đây là đại diện tiêu biểu cho dòng khởi động từ kích thước nhỏ (Size S00) thuộc thế hệ SIRIUS Classic, và hiện nay đã được nâng cấp lên các mã tương đương trong dòng 3RT2.

• Đặc điểm kỹ thuật: Dòng 3RT1015 thường được thiết kế cho các động cơ công suất nhỏ, khoảng 3kW đến 4kW (tại 400V). Nó có dòng định mức khoảng 7A.
• Thiết kế: Rất nhỏ gọn, chiều ngang chỉ khoảng 45mm. Tích hợp sẵn 1 tiếp điểm phụ (thường là 1NO – Thường mở).
• Ưu điểm: Giá thành hợp lý, độ bền cao, phù hợp cho các mạch điều khiển bơm nhỏ, quạt thông gió, băng tải nhẹ hoặc các mạch điều khiển tín hiệu. Dù nhỏ nhưng nó vẫn đảm bảo khả năng dập hồ quang tốt và kết nối được với các rơ le nhiệt dòng 3RU.
• Lưu ý: Mặc dù dòng 3RT1 cũ vẫn còn lưu hành, Siemens đang khuyến khích chuyển đổi sang dòng 3RT2015 (SIRIUS Innovation) với cùng kích thước nhưng hiệu suất và tính năng kết nối tốt hơn.

Khởi động từ dòng 3RT1036

Dòng 3RT1036 thuộc kích thước lớn hơn (Size S2), đại diện cho phân khúc công suất trung bình, là xương sống của nhiều hệ thống điều khiển động cơ trong nhà máy.

• Đặc điểm kỹ thuật: Dòng này chịu được dòng điện định mức khoảng 50A (tương đương động cơ 22kW tại 400V). Đây là mức công suất rất phổ biến cho các máy bơm công nghiệp, máy nén khí và quạt công nghiệp.
• Cấu tạo: Vỏ ngoài chắc chắn hơn, các cực đấu dây động lực dạng khối (box terminal) cho phép đấu nối cáp tiết diện lớn (lên đến 50mm2) một cách an toàn. Buồng dập hồ quang được thiết kế lớn hơn để chịu được năng lượng ngắt mạch cao hơn.
• Tính năng: Thường không tích hợp sẵn tiếp điểm phụ trên thân để tối ưu không gian cho mạch động lực, nhưng cho phép gắn thêm các khối tiếp điểm phụ ở mặt trước và hai bên hông. Khả năng chịu quá tải và dòng khởi động rất tốt.

Khởi động từ dòng 3RT1045

Dòng 3RT1045 thuộc kích thước Size S3, đại diện cho phân khúc công suất lớn trong dải sản phẩm tiêu chuẩn, phục vụ cho các tải nặng.

• Thông số kỹ thuật: Dòng định mức lên đến 80A (tại AC-3, 400V), tương đương công suất động cơ 37kW. Một số phiên bản có thể chịu tải cao hơn tùy thuộc vào điện áp làm việc.
• Công nghệ nổi bật: Ở kích thước này, vấn đề dập hồ quang khi ngắt mạch trở nên cực kỳ quan trọng. Siemens trang bị cho 3RT1045 buồng dập hồ quang được thiết kế tối ưu với các tấm chia hồ quang (deion plates) chất lượng cao, giúp dập tắt tia lửa điện ngay lập tức, bảo vệ tiếp điểm khỏi bị mòn rỗ.
• Ứng dụng: Dòng 3RT1045 thường được sử dụng cho các động cơ tải nặng như máy nghiền, máy nén khí công suất lớn, máy ép nhựa, hoặc các hệ thống bơm cấp nước tòa nhà. Độ bền của nó đảm bảo hoạt động ổn định ngay cả trong điều kiện đóng cắt thường xuyên.

Khởi động từ dòng 3TF4001

Dòng 3TF là dòng sản phẩm thuộc thế hệ SICOP cũ của Siemens. Mặc dù là công nghệ cũ hơn so với dòng SIRIUS (3RT), nhưng 3TF vẫn giữ một vị trí vững chắc trên thị trường nhờ sự bền bỉ “nồi đồng cối đá” và giá thành hợp lý.

• Đặc điểm: Dòng 3TF4001 là contactor loại nhỏ (mini contactor). Nó có dòng định mức khoảng 9A (AC-3). Mã số “01” ở cuối thường chỉ thị rằng nó tích hợp sẵn 1 tiếp điểm phụ Thường đóng (1NC).
• Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, dễ sửa chữa, chịu được môi trường bụi bẩn và điện áp không ổn định tốt. Rất nhiều nhà máy cũ vẫn ưu tiên sử dụng dòng 3TF để thay thế tương đương mà không muốn thay đổi thiết kế tủ điện.
• Ứng dụng: Thường thấy trong các máy công cụ cũ, các hệ thống điều khiển đơn giản, hoặc dùng để đóng cắt các mạch sấy (AC-1).

Hướng dẫn lựa chọn khởi động từ Siemens phù hợp

Việc chọn đúng khởi động từ không chỉ giúp hệ thống hoạt động ổn định mà còn tiết kiệm chi phí. Dưới đây là quy trình lựa chọn chuẩn kỹ thuật:

Bước 1: Xác định thông số của tải (Động cơ)

• Công suất (P): Tính bằng kW hoặc HP.
• Điện áp làm việc (U): Ví dụ 3 pha 380V, 400V hay 690V.
• Dòng điện định mức (In): Đây là thông số quan trọng nhất. Tuy nhiên, cần lưu ý chọn contactor có dòng định mức lớn hơn dòng làm việc của động cơ.

Bước 2: Xác định chế độ vận hành (Utilization Category)

Đây là yếu tố các kỹ sư thường bỏ qua. Theo tiêu chuẩn IEC 60947-4-1:

• AC-1: Dành cho tải thuần trở hoặc cảm kháng thấp (như điện trở sấy, bóng đèn sợi đốt). Dòng cắt bằng dòng định mức.
• AC-3: Dành cho động cơ lồng sóc thông thường (bơm, quạt, băng tải). Khởi động ngắt khi đang chạy. Đây là chế độ phổ biến nhất.
• AC-4: Dành cho chế độ làm việc nặng, nhấp nhả liên tục (Inching/Plugging) như cẩu trục, thang máy. Với chế độ này, phải chọn contactor có công suất lớn hơn nhiều so với động cơ (thường giảm tải xuống còn 20-30% so với AC-3).

Ví dụ: Một contactor 3RT2026 có thể chịu dòng 25A cho tải AC-3 (động cơ), nhưng có thể chịu tới 40A cho tải AC-1 (điện trở sấy).

Bước 3: Lựa chọn điện áp cuộn hút (Coil Voltage)

Cần xác định nguồn điều khiển có sẵn trong tủ điện:

• AC: 24V, 110V, 220V/230V (phổ biến nhất cho dân dụng).
• DC: 24VDC (phổ biến nhất cho công nghiệp dùng PLC). Các dòng contactor Siemens đời mới hỗ trợ dải điện áp rộng (ví dụ 20-33V AC/DC) giúp giảm mã hàng cần lưu kho.

Bước 4: Lựa chọn các tiếp điểm phụ (Auxiliary Contacts)

Xác định nhu cầu của mạch điều khiển:

• Cần bao nhiêu tiếp điểm Thường mở (NO) để duy trì mạch và báo trạng thái chạy?
• Cần bao nhiêu tiếp điểm Thường đóng (NC) để khóa chéo (interlock) hoặc báo trạng thái dừng? Siemens cho phép gắn thêm các khối tiếp điểm phụ ở mặt trước (Front mount) hoặc bên hông (Side mount) rất linh hoạt.

Bước 5: Xem xét điều kiện môi trường và tần suất đóng cắt

Nếu môi trường nhiệt độ cao (>60 độ C) hoặc lắp đặt sát nhau trong tủ kín, cần tính toán giảm dòng định mức (Derating). Nếu tần suất đóng cắt rất lớn (hàng nghìn lần/giờ), cần chọn dòng contactor tụ bù hoặc nâng cấp lên công suất lớn hơn để đảm bảo tuổi thọ tiếp điểm.

Xem thêm: Hướng dẫn chọn khởi động từ Siemens phù hợp

Ứng dụng của khởi động từ Siemens

Nhờ độ tin cậy cao, khởi động từ Siemens có mặt trong hầu hết các lĩnh vực của nền kinh tế:

Trong công nghiệp sản xuất

• Điều khiển động cơ: Dùng cho tất cả các loại động cơ trong dây chuyền sản xuất, từ băng tải, máy trộn, máy nghiền đến các robot công nghiệp.
• Hệ thống bơm và quạt: Điều khiển các trạm bơm cấp nước, bơm xử lý nước thải, quạt tháp giải nhiệt, quạt thông gió nhà xưởng. Sự kết hợp giữa Contactor Siemens và Khởi động mềm/Biến tần Siemens tạo nên giải pháp điều khiển tối ưu năng lượng.

Trong tòa nhà và cơ sở hạ tầng

• Hệ thống HVAC: Đóng cắt cho máy nén lạnh (Chiller), quạt AHU, bơm nước lạnh.
• Hệ thống chiếu sáng: Dùng contactor (loại AC-1) để đóng cắt các lộ đèn chiếu sáng diện rộng cho tòa nhà, sân vận động, đường phố.
• Thang máy: Điều khiển động cơ kéo và các cơ cấu cửa.

Trong các ứng dụng đặc biệt

• Tụ bù công suất phản kháng: Siemens có dòng contactor chuyên dụng (dòng 3RT16, 3RT26) có tích hợp điện trở mồi để hạn chế dòng xung khi đóng tụ bù, bảo vệ tụ điện.
• Chuyển nguồn tự động (ATS): Hai contactor Siemens có khóa liên động cơ khí được sử dụng để chuyển đổi giữa nguồn điện lưới và máy phát điện một cách an toàn.
• Hệ thống an toàn: Các contactor Safety (màu vàng đặc trưng) được dùng để ngắt nguồn khẩn cấp, đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn máy móc SIL2/SIL3.

Xem thêm: Ứng dụng khởi động từ Siemens trong công nghiệp

Mua khởi động từ Siemens uy tín chính hãng ở đâu?

Để đảm bảo chất lượng và hiệu suất, việc mua khởi động từ Siemens chính hãng là yếu tố quan trọng. CÔNG TY TNHH TM&DV THIẾT BỊ ĐIỆN MẠNH TÙNG tự hào Đại lý uy tín của Siemens tại Việt Nam, cung cấp đầy đủ CO, CQ, giá cả cạnh tranh và dịch vụ hỗ trợ kỹ thuật từ đội ngũ kỹ sư hơn 10 năm kinh nghiệm.

Lời kết

Khởi động từ Siemens không đơn thuần là một thiết bị điện, nó là kết tinh của hơn một thế kỷ kinh nghiệm kỹ thuật và sự đổi mới không ngừng từ Đức. Từ dòng 3TF cổ điển bền bỉ đến hệ sinh thái SIRIUS Modular hiện đại, linh hoạt, Siemens luôn mang đến giải pháp đóng cắt tối ưu nhất cho mọi ứng dụng. Việc hiểu rõ về các dòng sản phẩm như 3RT1015, 3RT1036 hay nguyên lý hoạt động sẽ giúp bạn làm chủ hệ thống điện của mình.

---

Cảm ơn quý khách đã truy cập vào website MTEE.VN. Kính chúc quý khách nhận được những thông tin hữu ích và có những trải nghiệm tuyệt vời trên trang.