Lựa chọn công tắc tơ – định mức AC-3, phối hợp bảo vệ, rơ-le nhiệt quá tải và RFP cho nhà máy tại Thái Lan

Mở đầu: công tắc tơ chọn chỉ theo số ampe có thể làm dừng cả nhà máy

Với mạch khởi động động cơ của băng tải hay máy bơm, bạn có đang coi việc lựa chọn công tắc tơ là “tra bảng để tìm mã hàng khớp với số kW và số ampe của động cơ” không? Những chuyện sau đây vẫn thường được nghe kể tại các nhà máy của doanh nghiệp Nhật tại Thái Lan.

• Đã thay bằng công tắc tơ có cùng số ampe, nhưng ít lâu sau tiếp điểm lại bị dính.
• Mỗi lần khởi động, rơ-le nhiệt quá tải lại nhảy và dây chuyền dừng.
• Sau một sự cố ngắn mạch, không chỉ aptomat mà cả công tắc tơ và rơ-le nhiệt quá tải cũng phải thay, nên mất nhiều thời gian khôi phục.
• Vào các buổi chiều mùa khô, bên trong tủ điện nóng lên và số lần ngắt tăng.
• Mang nguyên thiết kế cấp 200 V của Nhật sang thì cột cần đọc trong bảng định mức đã khác đi.

Tất cả những trường hợp này đều có thể có một phần nguyên nhân là đã chọn mà chưa xác định “đọc cột nào” trong bảng mã hàng. Bài viết này cho rằng việc lựa chọn công tắc tơ không thể xong chỉ bằng cách tra mã hàng từ bảng chọn, và chính việc xác định cột cần đọc mới là bản chất của lựa chọn. Cụ thể, chúng tôi sắp xếp thành 7 yếu tố quyết định sau.

1. Loại sử dụng (AC-1, AC-3, AC-4) và cột điện áp
2. Dòng đầy tải của động cơ thực tế được giao, tần suất khởi động và dừng, và độ bền điện
3. Cấp tác động và giá trị chỉnh định của rơ-le nhiệt quá tải
4. Phối hợp bảo vệ với thiết bị bảo vệ ngắn mạch (Type 1 và Type 2)
5. Cuộn hút (AC/DC, dải điện áp tác động, công suất tiêu thụ, xung quá áp) và tiếp điểm phụ
6. Suy giảm định mức theo nhiệt độ xung quanh và mật độ lắp đặt
7. Tiếp điểm gương và khóa liên động cơ khí khi kết hợp với mạch an toàn

Quan điểm của bài viết này là bên đặt hàng ghi các yếu tố trên vào RFP, rồi trong FAT/SAT kiểm tra dòng tương ứng trong bảng phối hợp, giá trị chỉnh định, điện áp cuộn hút và nhiệt độ trong tủ điện.

Xin lưu ý trước một số điểm. Bài viết này không phải là khuyến nghị hay xếp hạng sản phẩm cụ thể nào. Định mức và chức năng của nhà sản xuất chỉ được giới thiệu theo nội dung ghi trong catalogue và tài liệu kỹ thuật mà chúng tôi thu thập được, kèm theo mã hàng và điều kiện. Phần ước tính chi phí ở nửa sau là số liệu giả định dành riêng cho bài viết này. Ngoài ra, chúng tôi chưa kiểm tra văn bản gốc của tiêu chuẩn IEC 60947-4-1. Nội dung của tiêu chuẩn được viết thông qua phần giải thích trong tài liệu của các nhà sản xuất.

Vì sao lúc này các nhà máy tại Thái Lan nên xem lại việc lựa chọn công tắc tơ

Có ba lý do để xem lại: xu hướng đầu tư thiết bị, sự cập nhật của tiêu chuẩn và sản phẩm, và sự khác biệt về điện áp.

Trước hết là xu hướng đầu tư. Theo thông cáo của Ủy ban Đầu tư Thái Lan (BOI) (PR No.117/2569, ngày 23/07/2026), trong nửa đầu năm 2026 (tháng 1 đến tháng 6) có 1.299 hồ sơ đăng ký ưu đãi đầu tư, tổng giá trị khoảng 1,47 nghìn tỷ baht, tăng 37 % so với cùng kỳ năm trước. Trong đó, nhóm “machinery, automation and robotics” có 82 hồ sơ đăng ký, khoảng 13,1 tỷ baht. Các hồ sơ đăng ký theo biện pháp Smart and Sustainable Industry, vốn hỗ trợ đổi mới thiết bị và tự động hóa, cũng có 132 hồ sơ, khoảng 17,2 tỷ baht. Lưu ý rằng số được “phê duyệt” trong cùng kỳ là 1.300 hồ sơ, khoảng 1,31 nghìn tỷ baht, là một con số khác với số hồ sơ đăng ký. Khi số tủ điện lắp mới và cải tạo tăng lên, số lần phải chọn công tắc tơ cũng tăng theo.

Tiếp theo là tiêu chuẩn và sản phẩm. Tại thời điểm ngày 16/10/2026, IEC Webstore đang đăng bản đính chính tháng 3/2026 (bao gồm corrigendum 1) của IEC 60947-4-1:2023 (ấn bản 5). Phía sản phẩm cũng có thay đổi. Mitsubishi Electric đã thông báo sẽ ngừng sản xuất khởi động từ kiểu hộp và công tắc tơ kiểu hộp (kiểu MS-(2X)□, kiểu S-(2X)□CZ) vào cuối tháng 9/2026 (thông báo No.214, tháng 3/2025). Đối tượng là loại có hộp; loại hở kiểu MSO và kiểu S-T không thuộc diện này. Schneider Electric giải thích trong FAQ rằng LC1D115 và LC1D150 thuộc dòng TeSys Deca dự kiến ngừng vào cuối năm 2026. Sang năm 2026, các thông báo thay đổi đối với dòng sản phẩm cũ của Mitsubishi Electric vẫn tiếp tục, nên cơ hội rà soát lại mã hàng của phụ tùng bảo trì không hề ít.

Cuối cùng là điện áp. Trong báo cáo chất lượng dịch vụ của một chi nhánh thuộc Cơ quan Điện lực Tỉnh (PEA), hệ hạ áp được ghi là “380/230 V”, và chuẩn của hệ 220 V được ghi là 200–240 V. Khi dùng ở Thái Lan một tủ điện được thiết kế theo cấp 200 V của Nhật, cột cần đọc trong bảng định mức sẽ thay đổi. Ví dụ, theo catalogue MS-T/N của Mitsubishi Electric (bản tháng 10/2023, p.39), công suất định mức cấp AC-3 của S-T21 là 4 kW ở cột 200–220 V và 7,5 kW ở cột 380–440 V. Cùng một mã hàng, nhưng khi cột thay đổi thì giá trị đọc được cũng thay đổi. Bài viết này cho rằng điểm xuất phát của việc lựa chọn nằm ở bước xác nhận cột này.

7 điều cần quyết định và 1 điều cần kiểm chứng khi lựa chọn công tắc tơ

Chúng tôi sắp xếp lại 7 hạng mục đã nêu ở phần mở đầu theo thứ tự lựa chọn.

1. Loại sử dụng và cột điện áp: công tắc tơ đóng cắt theo chế độ làm việc nào trong AC-1, AC-3, AC-4, và đọc dòng điện làm việc định mức ở cột điện áp nào.
2. Dòng đầy tải của động cơ, tần suất đóng cắt và độ bền điện: tính theo giá trị trên nhãn máy của động cơ được giao, rồi chọn mã hàng từ số lần khởi động và tuổi thọ cần có.
3. Rơ-le nhiệt quá tải: cấp tác động, giá trị chỉnh định và hệ số hiệu chỉnh.
4. Phối hợp bảo vệ ngắn mạch: Type 1 hay Type 2, và dùng dòng nào trong bảng phối hợp của nhà sản xuất.
5. Cuộn hút và tiếp điểm phụ: AC hay DC, điện áp, công suất tiêu thụ, biện pháp chống xung quá áp, số lượng tiếp điểm phụ.
6. Nhiệt độ xung quanh và mật độ lắp đặt: nhiệt độ trong tủ điện và khoảng cách lắp đặt có đáp ứng điều kiện tiền đề của định mức hay không.
7. Kết hợp với mạch an toàn: tiếp điểm gương, khóa liên động cơ khí.

Và điều cần kiểm chứng là ghi vào RFP và kiểm tra trong FAT/SAT.

Vì sao không thể quyết định chỉ bằng “số ampe”? Căn cứ nằm ở định nghĩa của dòng điện làm việc định mức. Trong catalogue, Mitsubishi Electric định nghĩa dòng điện làm việc định mức là “dòng điện ứng dụng lớn nhất thỏa mãn khả năng đóng, khả năng cắt, tần suất đóng cắt và độ bền đóng cắt ở điện áp làm việc định mức”. Tài liệu kỹ thuật của Schneider Electric (đăng trên trang của nhà phân phối) cũng giải thích rằng dòng điện làm việc định mức được xác định có xét đến điện áp làm việc định mức, tần suất đóng cắt và chế độ làm việc, loại sử dụng và nhiệt độ xung quanh. Nói cách khác, số ampe không phải là một giá trị đứng riêng, mà là giá trị gắn với các điều kiện điện áp, loại sử dụng, tần suất, tuổi thọ và nhiệt độ.

Cũng cần xem lại cách nghĩ về bảo vệ. Trong mục phối hợp bảo vệ của catalogue, Mitsubishi Electric nêu các nguyên tắc sau.

• Đặc tính tác động tổng hợp của rơ-le nhiệt quá tải và aptomat (MCCB) phải nằm dưới đặc tính nhiệt của động cơ, và nằm trên đặc tính khởi động cũng như dòng đầy tải.
• Với quá tải ở mức dòng kẹt rotor trở xuống, rơ-le nhiệt quá tải phải tác động trước.
• Với dòng điện vượt khả năng cắt của khởi động từ, aptomat phải tác động.
• Mong muốn aptomat tác động ở mức không vượt quá khả năng chịu quá tải của khởi động từ.
• Đặc tính tác động của aptomat phải nằm dưới đặc tính dòng cho phép theo thời gian của dây dẫn.

Công tắc tơ, rơ-le nhiệt quá tải và thiết bị bảo vệ ngắn mạch không làm việc riêng lẻ từng chiếc mà làm việc như một tổ hợp. Quy trình thiết kế và đặt hàng tủ điện tổng thể được trình bày trong bài Thiết kế tủ điều khiển tại Thái Lan: mạch, nhiệt và FAT. Bài viết này chỉ tập trung vào việc lựa chọn linh kiện cho mạch khởi động động cơ.

Hình 1: Sơ đồ khái niệm quy trình lựa chọn công tắc tơ. Các bước được quyết định theo thứ tự MOTOR LOAD LIST (danh sách tải động cơ), UTILIZATION CATEGORY (AC-1 / AC-3 / AC-4), STARTS & DURABILITY (số lần khởi động và độ bền), OVERLOAD RELAY (cấp tác động, giá trị chỉnh định), SHORT-CIRCUIT COORDINATION (Type 1 / Type 2), COIL & AUX CONTACTS (cuộn hút và tiếp điểm phụ), AMBIENT & MOUNTING (nhiệt độ xung quanh và cách lắp đặt), SAFETY, RFP & FAT / SAT (mạch an toàn, RFP và thử nghiệm nghiệm thu).

Thống nhất thuật ngữ: công tắc tơ, khởi động từ, rơ-le nhiệt quá tải, MMS

Cách gọi khác nhau tùy nhà sản xuất và ngôn ngữ, nên chúng tôi sắp xếp trước.

Mitsubishi Electric gọi loại có bảo vệ mất pha là “2E” (quá tải và kẹt rotor, mất pha), và loại điện tử có cả bảo vệ đảo pha là “3E” (quá tải và kẹt rotor, mất pha, đảo pha). Ở hiện trường, khi nói “magnet” hay “magnetic switch”, có người chỉ công tắc tơ đơn lẻ, có người chỉ khởi động từ có kèm rơ-le nhiệt quá tải. Trong RFP và báo giá, việc ghi rõ bằng mã hàng là công tắc tơ hay khởi động từ sẽ giúp giảm hiểu nhầm.

Cũng có cấu hình ghép MMS với công tắc tơ (và rơ-le nhiệt quá tải) thành một mạch. Trong bài viết này, chúng tôi gọi một cách mô tả cấu hình đó là “tổ hợp MMS + công tắc tơ”.

Chúng tôi cũng ghi rõ vị trí của tiêu chuẩn. Tiêu chuẩn cho công tắc tơ và bộ khởi động động cơ hạ áp là IEC 60947-4-1. Tại thời điểm ngày 16/10/2026, phiên bản đang đăng trên IEC Webstore là IEC 60947-4-1:2023 (ấn bản 5, bản đính chính tháng 3/2026). Theo phần tóm tắt trên trang đó, phạm vi áp dụng là công tắc tơ và bộ khởi động kiểu điện cơ, với điện áp định mức không quá 1.000 V AC / 1.500 V DC. Có catalogue ghi kèm định mức theo JIS C 8201-4-1 của Nhật như catalogue của Mitsubishi Electric, cũng có catalogue đặt định mức JIS và định mức IEC ở hai bảng riêng như catalogue của Fuji Electric.

Loại sử dụng: AC-1 và AC-3 có dòng điện làm việc định mức khác nhau dù cùng một mã hàng

Ý nghĩa của loại sử dụng

Loại sử dụng là cách phân loại theo chế độ làm việc mà công tắc tơ phải đóng cắt. Tài liệu của các nhà sản xuất giải thích như sau.

• AC-1: Mitsubishi Electric mô tả đây là “chế độ đóng cắt tải nhiệt điện hoặc tải điện trở, hầu như không có dòng xung kích khi khởi động”, và điều kiện thử độ bền là đóng và cắt ở 1 lần dòng điện làm việc định mức.
• AC-3: Mitsubishi Electric mô tả đây là “chế độ đóng cắt để khởi động và dừng động cơ thông thường”, và điều kiện thử độ bền là đóng ở 6 lần, cắt ở 1 lần dòng điện làm việc định mức. Tài liệu kỹ thuật của Schneider Electric giải thích một cách chung rằng ở AC-3, khi đóng, công tắc tơ đóng dòng khởi động khoảng 5 đến 7 lần dòng định mức của động cơ (about 5 to 7 times), và khi mở thì cắt dòng định mức.
• AC-4: Mitsubishi Electric giải thích đây là chế độ đóng cắt dòng khởi động (thử độ bền với đóng 6 lần, cắt 6 lần), khắc nghiệt hơn cấp AC-3, và chạy nhắp (inching) cũng như hãm ngược (plugging) thuộc loại này.

Các hệ số nhân ở đây là điều kiện thử nghiệm hoặc giải thích chung của nhà sản xuất. Dòng khởi động thực tế của động cơ khác nhau tùy từng loại máy, nên cần kiểm tra trên nhãn máy hoặc dữ liệu của nhà sản xuất động cơ.

Ví dụ cùng một mã hàng nhưng khác cột

Bảng dưới đây sắp xếp dòng điện làm việc định mức trong các catalogue và datasheet thu thập được, theo từng cột loại sử dụng và điện áp. Đây không phải bảng so sánh giữa các nhà sản xuất, mà là bảng để xem giá trị thay đổi thế nào bên trong cùng một mã hàng.

Giá trị trong ngoặc ( ) ở bảng của Mitsubishi Electric là giá trị của riêng công tắc tơ. Theo chú thích trong catalogue của hãng, giá trị trong ( ) của S-T21 và S-T35 là giá trị khi dùng công tắc tơ đơn lẻ; với khởi động từ có kèm rơ-le nhiệt quá tải thì áp dụng giá trị nhỏ hơn nằm ngoài ( ). Ở cột 200–220 V cấp AC-3 của S-T21, khởi động từ là 18 A, còn công tắc tơ đơn lẻ là 20 A.

Có ba điều đọc được từ bảng này.

• Cùng là S-T21 nhưng giá trị chênh lệch lớn theo cột: cấp AC-1 là 32 A, cấp AC-3 là 18(20) A, cấp AC-4 (380–440 V) là 13 A.
• SC09X của Fuji Electric cũng vậy: AC-1 là 20 A, trong khi AC-3 (200–240 V) là 11 A.
• Dòng điện làm việc định mức của LC1D38 thuộc Schneider Electric đi kèm điều kiện nhiệt độ xung quanh “dưới 60 °C”.

Nếu thấy con số lớn của AC-1 rồi đem dùng cho mạch động cơ, công tắc tơ sẽ phải đóng cắt ở chế độ làm việc vượt quá định mức. Điểm xuất phát là phân biệt: khởi động trực tiếp động cơ thì đọc cột AC-3, nếu chạy nhắp hoặc hãm ngược nhiều thì đọc cột AC-4.

Cách xử lý AC-3e

Trong phần tóm tắt IEC 60947-4-1:2023 trên IEC Webstore, mục thay đổi có ghi “update of Annex C including rational about AC-3e”. Catalogue SC-NEXT của Fuji Electric và datasheet LC1D38 của Schneider Electric ghi AC-3 và AC-3e song song với cùng một giá trị. Những gì bài viết này có thể viết chỉ dừng ở đây. Chúng tôi chưa kiểm tra văn bản định nghĩa của AC-3e.

Cùng một mạch động cơ nhưng loại sử dụng thay đổi theo vị trí

Trong catalogue, Mitsubishi Electric cho biết công tắc tơ dùng ở phía đầu vào biến tần của hãng được chọn theo cấp AC-1, độ bền điện của nó là 500.000 lần, và nếu dùng để dừng khẩn cấp khi động cơ đang chạy thì là 25 lần. Mặt khác, công tắc tơ ở phía đầu ra biến tần dùng để chuyển sang chạy bằng nguồn lưới được chọn theo dòng điện làm việc định mức cấp AC-3 so với dòng định mức của động cơ. Đây là ví dụ cho thấy dù cùng nối với một động cơ, loại sử dụng của công tắc tơ vẫn thay đổi tùy vị trí đặt trong mạch và thứ nó đóng cắt.

Hình 2: Dòng điện làm việc định mức của Mitsubishi Electric S-T21 (catalogue MS-T/N bản tháng 10/2023, p.39). AC-1 (200–240 V) 32 A, AC-3 (200–220 V) 18 A (công tắc tơ đơn lẻ là 20 A), AC-4 (200–220 V) 18 A, AC-4 (380–440 V) 13 A. Cùng một mã hàng nhưng định mức khác nhau tùy cột được đọc.

Dòng đầy tải và khởi động động cơ: tần suất đóng cắt và độ bền điện là hai giá trị khác nhau

Dòng đầy tải lấy theo “nhãn máy của động cơ được giao”

Ở giai đoạn đầu thiết kế, đôi khi người ta ước lượng dòng điện từ số kW của động cơ. Tuy nhiên, bài viết này cho rằng khi chọn công tắc tơ và rơ-le nhiệt quá tải, nên dùng dòng đầy tải ghi trên nhãn máy của động cơ thực tế được giao. Lý do là khi cấp hiệu suất khác nhau, dòng điện có thể khác nhau dù cùng số kW. Ví dụ, trong bảng ứng dụng của rơ-le nhiệt quá tải TR65X, Fuji Electric đặt dòng đầy tải của động cơ hiệu suất tiêu chuẩn (IE1) và động cơ hiệu suất cao (IE3) ở hai cột riêng. Khi chính nhà sản xuất đã tách riêng theo cấp hiệu suất, nên tránh chỉnh định theo giá trị ước lượng.

Tần suất đóng cắt và độ bền điện

Trong thông số của công tắc tơ có hai giá trị với tên gọi gần giống nhau.

• Tần suất đóng cắt: số lần có thể đóng cắt trong 1 giờ (lần/giờ). Mitsubishi Electric định nghĩa là “số lần có thể đóng cắt trong 1 giờ dưới các điều kiện do tiêu chuẩn quy định”.
• Độ bền điện: mức tham khảo về số lần đóng cắt có thể dùng trong thực tế khi mạch chính đang mang dòng (lần). Mitsubishi Electric định nghĩa độ bền đóng cắt là “mức tham khảo về số lần đóng cắt có thể dùng trong thực tế dưới điều kiện tham chiếu theo tiêu chuẩn (giá trị tham khảo). Thay đổi tùy môi trường sử dụng”.

Nói cách khác, tần suất đóng cắt là mức tham khảo cho “có thể lặp lại nhanh đến đâu”, còn độ bền điện là mức tham khảo cho “tổng cộng chịu được bao nhiêu lần”. Dù đáp ứng tần suất đóng cắt, nếu tổng số lần vượt quá độ bền thì nguy cơ mòn tiếp điểm hoặc dính tiếp điểm sẽ tăng lên.

Chúng tôi giới thiệu các giá trị trong tài liệu nhà sản xuất kèm mã hàng và điều kiện.

Cùng là độ bền điện AC-3 nhưng giá trị khác nhau theo mã hàng, điện áp và nhà sản xuất. Trong chú thích của catalogue, Fuji Electric giải thích rằng độ bền điện là giá trị ở 220 V giả định theo điều kiện thử của JIS, thay đổi theo đặc tính động cơ sử dụng và điều kiện tải, và khi dòng khởi động cao thì độ bền giảm và có thể xảy ra dính tiếp điểm. Như đã nêu, Mitsubishi Electric cũng định nghĩa đây là “giá trị tham khảo”. Hợp lý hơn cả là đọc độ bền điện như một mức tham khảo mà nhà sản xuất đưa ra kèm điều kiện, chứ không phải giá trị được cam kết.

Mã hàng thay đổi theo tuổi thọ cần có

Fuji Electric đăng trong catalogue một bảng ứng dụng cho biết mã hàng cần dùng theo từng mức độ bền điện yêu cầu khi khởi động trực tiếp (AC-3) (p.27). Theo bảng đó, với động cơ 380–440 V, 5,5 kW (13 A), nếu cần 1 triệu đến 3 triệu lần thì dùng SC18X, 4 triệu lần thì SC20X(D), 5 triệu lần thì SC32X. Với động cơ 200–240 V, 3,7 kW (17,4 A), nếu cần 1 triệu lần thì dùng SC18X, 2 triệu lần thì SC20X(D), 3 đến 4 triệu lần thì SC26X(D), 5 triệu lần thì SC38X(D).

Điều rút ra ở đây là “mã hàng nhỏ nhất khớp với số kW” và “mã hàng khớp với tuổi thọ cần có” là hai thứ khác nhau. Với thiết bị băng tải khởi động và dừng nhiều lần trong ngày, cần ước tính số lần đóng cắt mỗi năm và chọn mã hàng từ tuổi thọ kỳ vọng.

Nhiệt độ xung quanh, tỷ lệ thời gian đóng điện, hướng lắp đặt

Trong hướng dẫn sử dụng 3RT2 (bản tháng 10/2014), Siemens cho thấy độ bền cơ khí và tuổi thọ (Service life) của 3RT20 thay đổi theo nhiệt độ xung quanh. Với các cỡ S0 đến S2, ở nhiệt độ xung quanh từ 60 °C trở xuống, độ bền cơ khí là 10 triệu lần và tuổi thọ 20 năm; ở 65 °C là 5 triệu lần và 15 năm; ở 70 °C là 1 triệu lần và 10 năm. Hãng giải thích rằng giá trị tuổi thọ này ứng với tỷ lệ thời gian đóng điện (ON) 100 phần trăm, và nếu là 50 phần trăm thì giá trị tăng gấp đôi.

Hướng lắp đặt cũng có ảnh hưởng. Fuji Electric giải thích rằng với phiên bản lắp nằm ngang (Z109), độ bền cơ khí, độ bền điện và tần suất đóng cắt còn 80 phần trăm.

Chạy nhắp và vận hành tần suất cao

Chạy nhắp và hãm ngược thuộc chế độ làm việc AC-4, và vận hành gián đoạn tần suất cao, lặp lại việc đóng cắt dòng khởi động, cũng là điều kiện gần với chế độ này. Mitsubishi Electric cho biết với các ứng dụng như vậy, đôi khi có thể dùng rơ-le nhiệt quá tải loại có cuộn kháng bão hòa để tránh tác động không cần thiết và bảo vệ phù hợp, nhưng cần xem xét chi tiết.

Cấp tác động và giá trị chỉnh định của rơ-le nhiệt quá tải (lựa chọn rơ-le nhiệt quá tải)

Cấp tác động là một “dải thời gian”

Cấp tác động là cách phân loại theo khoảng thời gian rơ-le nhiệt quá tải cần để tác động. Mitsubishi Electric và Siemens đưa bảng dưới đây vào tài liệu của mình như giá trị quy định trong IEC 60947-4-1. Bảng của Mitsubishi Electric có điều kiện nhiệt độ xung quanh 20 °C, còn bảng của Siemens có điều kiện tải ba pha cân bằng, bắt đầu từ trạng thái nguội.

Bảng của Mitsubishi Electric cũng nêu như giá trị quy định rằng ở 1,05 lần dòng chỉnh định thì không tác động trong 2 giờ, và ở 1,2 lần thì tác động trong vòng 2 giờ. Sổ tay tham khảo về rơ-le nhiệt quá tải (Overload Relays) của Siemens (bản tháng 4/2011) giải thích rằng cấp tác động là khoảng thời gian mà rơ-le phải tác động khi bắt đầu từ trạng thái nguội với dòng 7,2 lần.

Điều cần lưu ý là con số của cấp tác động không phải một thời điểm duy nhất mà là một “dải”. Cấp 10 và cấp 10A có giới hạn dưới của dải khác nhau. Hơn nữa, với loại điện tử 3RB20/3RB21, Siemens giải thích rằng khi dải sai số là E thì cấp 10 là 5 đến 10 giây, tức dải khác với loại nhiệt. Cùng là “cấp 10”, nhưng vẫn cần kiểm tra dải theo kiểu rơ-le và tài liệu của nhà sản xuất. Con số của cấp càng lớn thì dải thời gian cho phép trước khi tác động càng dài.

Cách chọn cấp tác động

Với tải có thời gian khởi động dài, rơ-le nhiệt quá tải dễ tác động trong lúc khởi động. Bài viết này cho rằng trình tự hợp lý là kiểm tra xem thời gian khởi động của tải có ngắn hơn đủ nhiều so với giới hạn dưới của dải thuộc cấp đã chọn hay không (với cấp 10 là 4 giây); nếu không đủ ngắn thì chọn cấp tác động cao hơn, hoặc xem xét sản phẩm có đặc tính khác mà nhà sản xuất cung cấp. Mitsubishi Electric nêu loại có cuộn kháng bão hòa (kiểu TH-□SR) cho quạt và máy thổi có thời gian khởi động dài, và loại đặc tính tác động nhanh (kiểu TH-□FS) cho động cơ bơm chìm và động cơ máy nén có thời gian kẹt rotor cho phép ngắn. Theo nguyên tắc lựa chọn của hãng, đường cong đặc tính tác động của rơ-le nhiệt quá tải phải nằm dưới đặc tính nhiệt của động cơ và nằm trên đường cong đặc tính khởi động của động cơ.

Cấp tác động theo từng mã hàng cũng cần kiểm tra trong tài liệu nhà sản xuất. Ví dụ, trong catalogue của Mitsubishi Electric (p.149), TH-T18, TH-T25, TH-T50 có cấp tác động 10A, còn TH-N120 đến N400 là cấp 10.

Chỉnh định và hiệu chỉnh

Mitsubishi Electric nêu các lưu ý sau về việc hiệu chỉnh giá trị chỉnh định.

• Khi lắp rơ-le nhiệt quá tải đơn lẻ, không ghép với khởi động từ, thì chia giá trị chỉnh định tìm được cho hệ số hiệu chỉnh (ví dụ: TH-T25 là 1,06, TH-T65 là 1,05).
• Dây nối to hơn tiêu chuẩn thì dòng tác động nhỏ nhất lớn hơn, dây nhỏ hơn thì dòng này nhỏ hơn, nên cần hiệu chỉnh giá trị chỉnh định (ví dụ: với TH-T18, so với tiêu chuẩn 2 mm², dây 1,25 mm² là 98 phần trăm, dây 2,5 mm² là 103 phần trăm).

Ngoài ra, toàn bộ các mã của kiểu TH-T thuộc hãng đều có bộ bù nhiệt độ xung quanh, với nhiệt độ xung quanh sử dụng là −10 đến +40 °C (chuẩn là 20 °C, trong tủ điện đến 55 °C).

Bảo vệ mất pha

Với động cơ ba pha, mất pha cũng là một vấn đề. Trong đặc tính tác động của kiểu TR, Fuji Electric nêu điều kiện mất cân bằng đối với loại có bảo vệ mất pha (không tác động khi 2 cực 100 phần trăm, 1 cực 90 phần trăm; tác động trong vòng 2 giờ khi 2 cực 115 phần trăm, 1 cực 0 phần trăm). Mitsubishi Electric cho biết bảo vệ mất pha dùng kiểu TH-□KP có 3 phần tử (2E), còn bảo vệ kết hợp đảo pha và mất pha dùng rơ-le bảo vệ động cơ kiểu điện tử (3E) kiểu ET-□.

Phối hợp với bảo vệ ngắn mạch: Type 1 và Type 2 (phối hợp bảo vệ cho công tắc tơ)

Khác biệt giữa Type 1 và Type 2

Khi xảy ra ngắn mạch, trong khoảng thời gian trước khi aptomat hoặc cầu chì cắt dòng, công tắc tơ và rơ-le nhiệt quá tải cũng phải chịu dòng điện rất lớn. Loại phối hợp bảo vệ là thứ quyết định cho phép hư hỏng đến mức nào.

Trong hướng dẫn sử dụng 3RT2, Siemens giải thích rằng IEC 60947-4-1 phân biệt hai loại phối hợp, ở cả hai loại thì ngắn mạch đều được xử lý chắc chắn, và khác biệt chỉ nằm ở mức độ hư hỏng của thiết bị sau ngắn mạch.

• Type 1: Siemens giải thích rằng sau khi cắt ngắn mạch, mạch tải có thể không còn hoạt động được, và công tắc tơ cũng như rơ-le nhiệt quá tải được phép hư hỏng. Tài liệu kỹ thuật của Schneider Electric giải thích rằng thiết bị không được gây nguy hiểm cho người và thiết bị khác, và có thể không vận hành lại được nếu không sửa chữa hoặc thay linh kiện.
• Type 2: Siemens giải thích rằng sau khi cắt ngắn mạch, rơ-le nhiệt quá tải và các bộ phận khác không được hư hỏng, và có thể vận hành lại mà không cần thay thế. Tuy nhiên, hãng cho biết việc dính tiếp điểm của công tắc tơ chỉ được chấp nhận khi có thể tách ra dễ dàng mà không biến dạng đáng kể. Schneider Electric cũng giải thích rằng nguy cơ dính tiếp điểm là được chấp nhận, và trong trường hợp đó nhà sản xuất phải chỉ ra các biện pháp bảo trì.

Type 2 không có nghĩa là “không có gì xảy ra”. Cần hiểu với tiền đề rằng hiện tượng dính nhẹ vẫn có thể xảy ra, và cách xử lý sẽ theo biện pháp do nhà sản xuất chỉ ra.

Tài liệu kỹ thuật của Schneider Electric giải thích rằng cấu hình không có phối hợp bảo vệ không được các tiêu chuẩn về bộ khởi động và tiêu chuẩn liên quan chấp nhận. Tài liệu này coi Type 1 là giải pháp khi chi phí thiết bị thấp và độ tin cậy vận hành không phải là yêu cầu, lấy ví dụ điều hòa không khí ở công trình thương mại. Type 2 được coi là giải pháp để giảm thời gian dừng máy và công bảo trì sau ngắn mạch, với ví dụ là thang cuốn.

Bảng tổ hợp đã được nhà sản xuất thử nghiệm

Phối hợp bảo vệ không thể quyết định chỉ bằng tính toán. Các nhà sản xuất lập bảng các tổ hợp đã thử nghiệm và công bố.

• Fuji Electric: ở p.30 catalogue SC-NEXT, hãng công bố bảng phối hợp với thiết bị bảo vệ ngắn mạch dựa trên tiêu chuẩn IEC. Bảng ghi mã khởi động từ, dải chỉnh định của rơ-le nhiệt quá tải, mã MCCB và aptomat chống dòng rò, định mức cầu chì, tách riêng Type 1 và Type 2. Ví dụ, dòng SW18X với phần tử nhiệt 15 đến 18 A ghi: Type 1 với dòng ngắn mạch r = 3 kA, dùng BW50SAG và các mã 50 A khác; Type 2 dùng cầu chì 63 A.
• Schneider Electric: trong tài liệu kỹ thuật (đăng trên trang của nhà phân phối), hãng đưa ra tổ hợp cầu chì với công tắc tơ và rơ-le nhiệt quá tải, tổ hợp aptomat với công tắc tơ, tách riêng Type 1 và Type 2. Tài liệu này giải thích rằng bảng phối hợp của hãng nhìn chung dựa trên dòng Iq từ 50 kA trở lên. Datasheet của LC1D38FL ghi phối hợp Type 1 và Type 2 với cầu chì 63 A gG ở điện áp không quá 690 V.
• Siemens: ở p.310 hướng dẫn sử dụng 3RT2, hãng ghi định mức cầu chì gL/gG cho 3RT2535/2536 là 125 A / 160 A với Type 1 và 63 A / 80 A với Type 2.

Về Mitsubishi Electric, catalogue giải thích rằng khi kết hợp MMP-T (MMS) với S-T thì có thể mở rộng định mức dòng ngắn mạch (SCCR) theo UL. Còn bảng tổ hợp Type 1 hay Type 2 theo IEC thì chúng tôi chưa xác nhận được trong phần nội dung catalogue thu thập lần này.

Trong RFP, yêu cầu chỉ rõ “bảng nào, dòng nào”

Nếu yêu cầu Type 2, cần dùng bộ “thiết bị bảo vệ ngắn mạch (MCCB, MMS, cầu chì) + công tắc tơ + rơ-le nhiệt quá tải” có trong bảng tổ hợp do cùng một nhà sản xuất thử nghiệm. Bài viết này cho rằng điểm mấu chốt là không chỉ ghi loại phối hợp bảo vệ vào RFP, mà còn yêu cầu đưa vào hồ sơ bàn giao nguồn của bảng tổ hợp (tên tài liệu và phiên bản) cùng dòng tương ứng (mã hàng, dải chỉnh định, r hoặc Iq). Tốc độ khôi phục sau ngắn mạch có thể thay đổi rất nhiều chỉ bởi một dòng này.

Cuộn hút và tiếp điểm phụ: dải điện áp, công suất tiêu thụ, xung quá áp

Dải điện áp tác động

Cuộn hút cần tác động chắc chắn ngay cả khi điện áp nguồn điều khiển dao động phần nào.

• Fuji Electric: hãng giải thích rằng loại thao tác AC là 85 đến 110 phần trăm, loại thao tác DC là 85 đến 110 phần trăm (nhiệt độ xung quanh 55 °C) hoặc 80 đến 110 phần trăm (40 °C).
• Mitsubishi Electric: hãng giải thích rằng ở nhiệt độ xung quanh 40 °C (nhiệt độ trong tủ điện 55 °C), cuộn hút tác động bình thường trong khoảng 85 đến 110 phần trăm điện áp định mức của cuộn hút. Đồng thời, vì đặt liên tục điện áp vượt 100 phần trăm định mức sẽ làm suy giảm cách điện của cuộn hút nhanh hơn và làm giảm cả độ bền cơ khí, hãng yêu cầu sử dụng ở mức trung bình 95 đến 100 phần trăm. Hãng cho biết các cuộn hút kiểu thao tác AC, kích từ DC như T65 đến T100 là loại bù điện áp thấp, tác động bình thường ngay cả khi điện áp giảm xuống 65 phần trăm định mức tại thời điểm tiếp điểm chạm nhau (1 đến 2 chu kỳ đầu).
• Siemens: hãng giải thích rằng mọi công tắc tơ SIRIUS đều đáp ứng dải tác động 0,85 đến 1,1 lần do tiêu chuẩn IEC quy định, và nhiều mã tác động trong khoảng 0,8 đến 1,1 lần.

Nếu cuộn hút nhả do sụt áp khi khởi động động cơ hoặc sụt áp tức thời, dây chuyền sẽ dừng. Cách đo thực tế dao động điện áp được trình bày trong bài Giám sát chất lượng điện nhà máy Thái Lan: sụt áp và sóng hài.

Công suất tiêu thụ và điều khiển trực tiếp từ PLC

Công suất tiêu thụ của cuộn hút phụ thuộc vào mã hàng và điện áp cuộn hút. Một vài ví dụ như sau.

• Theo catalogue của Mitsubishi Electric (p.30), cuộn hút thao tác AC của S-T21/T25 tiêu thụ 7 VA khi giữ và 75 VA tại thời điểm đóng.
• Loại thao tác DC SD-T12 đến T32 của hãng được ghi là 2,2 W với cuộn hút DC12 V / 24 V, và hãng giải thích rằng không có dòng xung kích.
• Theo catalogue SC-NEXT của Fuji Electric (p.22), loại tiêu chuẩn thao tác DC SC09XG đến 18XG (24 V) có giá trị khi đóng và khi giữ đều là 3,9 (ghi theo VA), còn loại tiêu thụ thấp SC09XG-L đến 38XG-L là 2,4. Hãng cho biết loại tiêu thụ thấp chỉ dùng cho 24 V.
• Datasheet của Schneider Electric LC1D38FL (cuộn hút tiêu thụ thấp 110 V DC) ghi công suất khi đóng và khi giữ là 2,4 W ở 20 °C.

Có dùng được cuộn hút tiết kiệm điện hay không là do mã hàng và điện áp cuộn hút quyết định. Nếu điều khiển trực tiếp bằng đầu ra transistor của PLC, cần kiểm tra công suất tiêu thụ của cuộn hút DC và việc có dòng xung kích hay không. Khi điều khiển nhiều công tắc tơ bằng 24 V DC, điều này cũng ảnh hưởng đến công suất nguồn. Cách chọn nguồn xin xem bài Chọn nguồn 24V DC cho tủ điều khiển: công suất, bảo vệ và FAT/SAT.

Biện pháp chống xung quá áp

Xung quá áp khi ngắt cuộn hút có thể làm hỏng phần tử đầu ra của PLC. Cách xử lý của nhà sản xuất khác nhau theo từng mã hàng.

• Fuji Electric cho biết cả loại thao tác AC và loại thao tác DC của SC-NEXT đều không có phần tử hấp thụ xung tích hợp trong cuộn hút, và giải thích rằng nếu cần thì dùng bộ tùy chọn. Hãng cho biết transistor đầu ra của PLC và các thiết bị tương tự phải có điện áp chịu đựng không thấp hơn tổng điện áp xung của cuộn hút và điện áp nguồn đầu ra.
• Mitsubishi Electric cho biết cuộn hút thao tác AC của các kiểu T65 đến N800AB đã tích hợp chức năng hấp thụ xung nên không cần bộ hấp thụ xung cho cuộn hút. Với T10 đến T50, có tùy chọn chế tạo loại kèm bộ hấp thụ xung hoặc các bộ tùy chọn như UT-SA21.
• Datasheet của Schneider Electric LC1D38FL ghi có tích hợp chức năng triệt xung bằng diode hai chiều.

Mitsubishi Electric lưu ý rằng khi ghép phần tử hấp thụ xung, thời gian từ lúc ngắt cuộn hút đến lúc tiếp điểm chính mở sẽ chậm hơn. Ngoài ra, với cuộn hút DC, trong mạch đóng cắt phía âm bằng tiếp điểm điều khiển, nếu điều kiện độ ẩm cao và dễ đọng sương thì có nguy cơ cuộn hút bị đứt do ăn mòn điện hóa, nên hãng khuyên đóng cắt ở phía dương. Ở các nhà máy có độ ẩm cao tại Thái Lan, đây là điểm dễ bị bỏ sót.

Tiếp điểm phụ

Số lượng tiếp điểm phụ khác nhau theo mã hàng. Theo catalogue của Mitsubishi Electric (p.30), tiếp điểm phụ kèm theo tiêu chuẩn là 1a với S-T10, 1a1b với S-T12/T20, và 2a2b với S-T21/T25 và S-T35/T50. Định mức của tiếp điểm phụ được ghi là cấp AC-15, 200–240 V 3 A. Nếu không đủ thì dùng bộ tiếp điểm phụ gắn thêm. Đếm trước số tiếp điểm cần dùng cho xác nhận vận hành và liên động sẽ giúp tránh phải chọn lại mã hàng.

Nhiệt độ xung quanh và mật độ lắp đặt: tiền đề của định mức trong tủ điện tại Thái Lan

Nhiệt độ chuẩn khác nhau theo nhà sản xuất

Định mức của công tắc tơ được xây dựng trên tiền đề một nhiệt độ xung quanh nhất định. Tiền đề đó khác nhau tùy nhà sản xuất.

Fuji Electric giải thích rằng nhiệt độ xung quanh ở đây là nhiệt độ ngay sát sản phẩm. Cần xem nhiệt độ quanh công tắc tơ bên trong tủ điện, chứ không phải nhiệt độ không khí bên ngoài tủ. Ngoài ra, điều kiện của Fuji Electric có mục “trung bình 24 giờ 35 °C”, nên cần kiểm tra cả giá trị trung bình ngày đêm.

Khoảng cách lắp đặt

Khi lắp sát nhau, nhiệt của các thiết bị làm nhiệt độ của nhau tăng lên.

• Fuji Electric đưa ra khoảng cách lắp đặt (khoảng cách hồ quang), không cho phép lắp trên trần, và lắp nằm ngang phải dùng phiên bản chuyên dụng.
• Mitsubishi Electric đưa ra khoảng cách tối thiểu khi lắp trên thanh ray IEC 35 mm: 5 mm với T10 đến T32 và rơ-le nhiệt quá tải, 10 mm với T65/T80. Hãng cho phép lắp sát nhau, nhưng lưu ý rằng khi đặt các sản phẩm có dòng liên tục, tần suất đóng cắt hoặc hệ số sử dụng cao trên cùng một thanh ray, tuổi thọ có thể ngắn đi do nhiệt độ tăng và va đập, và đặc tính của rơ-le nhiệt quá tải có thể thay đổi đôi chút do ảnh hưởng nhiệt qua lại giữa các phần tử nhiệt; vì vậy hãng yêu cầu cố gắng để khoảng cách không nhỏ hơn mức tối thiểu.
• Siemens giải thích rằng đến 60 °C thì việc lắp sát nhau không bị giới hạn, còn trên mức đó có thể cần khoảng cách 10 mm.

Nhiệt độ và tuổi thọ, độ ẩm

Trong catalogue, Mitsubishi Electric viết rằng nhìn chung người ta nói cứ mỗi khi nhiệt độ xung quanh tăng 6 đến 10 °C thì tuổi thọ cách điện giảm một nửa (định luật Arrhenius). Hãng cũng cho biết khi nhiệt độ xung quanh cao mà cuộn hút liên tục bị đặt điện áp vượt định mức, tuổi thọ có thể ngắn đi rất nhiều.

Về độ ẩm, hãng cho rằng với hàng xuất khẩu sang vùng nhiệt đới, ảnh hưởng của độ ẩm là lớn nhất, và khuyến nghị cho vào thùng đóng gói từ 3 kg silica gel trở lên cho mỗi 1 m³. Hãng cũng cho biết có sản phẩm phiên bản chống ăn mòn cho môi trường có khí ăn mòn.

Về độ cao, Fuji Electric lấy điều kiện tiêu chuẩn là không quá 2.000 m, Siemens là đến 2.000 m. Với các nhà máy ở vùng đồng bằng của Thái Lan, đây là hạng mục ít khi thành vấn đề, nhưng ghi vào RFP như một điều kiện sẽ giúp sắp xếp thông tin dễ hơn.

Phương thức làm mát tủ điện và cách tính độ tăng nhiệt được trình bày trong bài Thiết kế nhiệt tủ điều khiển: chọn làm mát cho nhà máy Thái Lan. Điều bài viết này muốn nói là: đặt nhiệt độ giả định trong tủ điện và nhiệt độ tiền đề của định mức công tắc tơ lên cùng một bảng để đối chiếu.

Kết hợp với mạch an toàn: tiếp điểm gương, khóa liên động cơ khí

Tiếp điểm gương là gì

Trong mạch dừng khẩn cấp hoặc mạch liên động cửa, đôi khi cần giám sát xem tiếp điểm chính của công tắc tơ có bị dính hay không. Thứ được dùng cho việc này là tiếp điểm gương.

• Fuji Electric: hãng giải thích rằng SC-NEXT, cả khi dùng công tắc tơ đơn lẻ lẫn khi dùng kèm khối tiếp điểm phụ, đều đáp ứng yêu cầu về tiếp điểm gương trong Annex F của IEC 60947-4-1 và đã có chứng nhận TÜV. Hãng cho biết ngay cả khi tiếp điểm chính bị dính, tiếp điểm phụ NC vẫn ở trạng thái mở để ngăn khởi động lại, và minh họa khe hở của tiếp điểm NC từ 0,5 mm trở lên.
• Mitsubishi Electric: hãng giải thích rằng đã được TÜV chứng nhận phù hợp về tiếp điểm gương (khung áp dụng là khung 10A đến 32A), đáp ứng yêu cầu về chức năng điều khiển khi có sự cố của EN 60204-1, và có thể dùng làm tiếp điểm cho mạch liên động.
• Schneider Electric: trong FAQ, hãng giải thích rằng tiếp điểm phụ gương là tiếp điểm phụ NC phản ánh trạng thái của tiếp điểm chính NO. Với TeSys Deca LC1D09 đến LC1D95, tiếp điểm NC 21-22 trên thân là tiếp điểm gương, và vì không tháo rời được nên hãng khuyên dùng tiếp điểm NC trên thân thay vì khối gắn mặt trước.
• Siemens: trong hướng dẫn sử dụng 3RT2, hãng giải thích rằng tiếp điểm gương là tiếp điểm phụ NC không bao giờ đóng cùng lúc với tiếp điểm chính NO. Hãng cho biết các công tắc tơ động cơ 3RT2 có từ một tiếp điểm NC trở lên sẽ có đặc tính tiếp điểm gương khi kết hợp với công tắc phụ.

Bộ rơ-le an toàn đưa tiếp điểm NC này vào đầu vào giám sát thiết bị bên ngoài (EDM), và nếu tiếp điểm bị dính thì không cho khởi động lại. Cách chọn phía rơ-le an toàn được trình bày trong bài Chọn rơ-le an toàn: thiết kế E-stop, cửa bảo vệ, EDM và reset thành một chức năng.

Chỉ tiếp điểm gương thì chưa quyết định được mức an toàn

Dùng công tắc tơ có tiếp điểm gương không có nghĩa là chỉ riêng điều đó đã quyết định mức đạt được của mạch an toàn. Ghi chú của bài viết này là: cấp an toàn (category) hay mức hiệu năng (performance level) đạt được được quyết định bởi đánh giá rủi ro, thiết kế và kiểm chứng của toàn bộ mạch. Cách tiến hành thẩm định khi dùng Safety PLC xin xem bài Triển khai Safety PLC: RFP, thẩm định và bằng chứng FAT/SAT.

Trong catalogue, Mitsubishi Electric lưu ý rằng khởi động từ có thể bị dính tiếp điểm và không mở được do đóng cắt dòng quá lớn, tiếp điểm mòn bất thường, rung tiếp điểm (chattering) của tiếp điểm lệnh, lão hóa theo thời gian hoặc hết tuổi thọ, và yêu cầu đảm bảo an toàn với giả định có trường hợp không đóng hoặc không mở được. Đó là cách nghĩ xây dựng mạch với tiền đề rằng hiện tượng dính có thể xảy ra.

Khóa liên động cơ khí cho mạch đảo chiều

Nếu công tắc tơ chạy thuận và chạy ngược cùng đóng, sẽ xảy ra ngắn mạch giữa các pha. Ngoài liên động bằng điện, còn có cấu hình dùng thêm bộ khóa liên động cơ khí. Fuji Electric đưa Mechanical Interlock Unit, Mitsubishi Electric đưa UT-ML20 (T10 đến T20) và UN-ML21 vào catalogue. Bài viết này khuyên rằng với mạch đảo chiều, nên ghi vào RFP đến cả mã hàng của bộ này.

Quan hệ với biến tần và bộ khởi động mềm

Với động cơ điều khiển tốc độ bằng biến tần, vai trò của công tắc tơ khác với trường hợp khởi động trực tiếp. Như đã nêu, Mitsubishi Electric chọn công tắc tơ phía đầu vào biến tần của hãng theo cấp AC-1, với độ bền điện là 500.000 lần, và 25 lần nếu dùng để dừng khẩn cấp khi động cơ đang chạy. Công tắc tơ ở phía đầu ra để chuyển sang chạy bằng nguồn lưới được chọn theo cấp AC-3 so với dòng định mức của động cơ.

Điều có thể rút ra là cách dùng đóng cắt công tắc tơ phía đầu vào biến tần mỗi lần chạy và dừng có thể nằm ngoài tiền đề về chế độ làm việc và số lần mà hãng giả định. Nên kiểm tra trên bản vẽ sự phân vai: chạy và dừng thực hiện bằng lệnh của biến tần, còn công tắc tơ phía đầu vào dùng để đóng cắt nguồn và cho tình huống khẩn cấp.

Việc nâng cấp và lựa chọn bản thân biến tần được trình bày trong bài Điều khiển biến tần: Hướng dẫn chọn và nâng cấp VFD cho nhà máy, còn cách phân biệt servo và biến tần có trong bài Điều khiển servo và điều khiển biến tần 2026 | 4 ranh giới quyết định lựa chọn. Việc lựa chọn bộ khởi động mềm nằm ngoài phạm vi bài viết này.

Thông tin công khai của các nhà sản xuất chính và cách kiểm tra giá

Cách đối chiếu thông tin công khai

Bảng dưới đây sắp xếp thông tin nào nằm ở đâu trong các tài liệu chúng tôi thu thập cho bài viết này. Bảng không thể hiện sự hơn kém hay khuyến nghị sản phẩm. Các nhà sản xuất được xếp theo thứ tự bảng chữ cái.

Bảng này là đầu mối cho câu hỏi “xem chỗ nào trong tài liệu nào thì kiểm tra được”. Khi đặt hàng, hãy kiểm tra bằng catalogue và datasheet mới nhất của từng mã hàng.

Cách kiểm tra giá

Giá mang ý nghĩa khác nhau tùy loại tài liệu. Xin lưu ý rằng đây không phải những con số có thể đặt cạnh nhau để so sánh.

• Giá tiêu chuẩn của nhà sản xuất: catalogue MS-T/N của Mitsubishi Electric (bản tháng 10/2023, p.81) ghi giá tiêu chuẩn (ghi trong catalogue, bản tháng 10/2023) của công tắc tơ S-T21 là 13.970 yên, khởi động từ MSO-T21 là 22.700 yên. Đây là giá ghi trong catalogue dành cho thị trường Nhật Bản, không phải giá bán thực tế.
• Giá bán trên trang thương mại điện tử: trên trang bán hàng của MonotaRO (ngày truy cập 16/10/2026), ví dụ Fuji Electric SC09XA có giá bán (chưa thuế) 4.698 yên, đã gồm thuế 5.168 yên; Mitsubishi Electric MSO-T10 (kèm rơ-le nhiệt quá tải TH-T18, cuộn hút AC200 V) có giá bán (chưa thuế) 6.698 yên, đã gồm thuế 7.368 yên. Ý nghĩa của ký hiệu ở cuối mã hàng chưa được xác nhận trên trang.

Công tắc tơ đơn lẻ và khởi động từ khác nhau ở chỗ có hay không có rơ-le nhiệt quá tải, và giá cũng thay đổi theo điện áp cuộn hút và cấu hình tiếp điểm phụ. Giá tiêu chuẩn và giá bán trực tuyến cũng có bản chất khác nhau. Vì vậy, bài viết này không đặt các mức giá cạnh nhau để so sánh. Trong khảo sát lần này, chúng tôi không xác nhận được giá công khai tại Thái Lan. Khi mua hàng ở Thái Lan, cách làm thực tế là thống nhất mã hàng, điện áp cuộn hút, tiếp điểm phụ, có hay không có rơ-le nhiệt quá tải, rồi xin báo giá từ nhà phân phối.

Yêu cầu cần ghi trong RFP và tiêu chí nghiệm thu FAT/SAT

Yêu cầu cần ghi trong RFP

Bài viết này cho rằng ngay cả khi giao việc chọn công tắc tơ và rơ-le nhiệt quá tải cho nhà sản xuất tủ điện, việc bên đặt hàng ghi các hạng mục sau vào RFP và nhận hồ sơ căn cứ lựa chọn cùng nguồn của bảng phối hợp sẽ giúp giảm việc phải làm lại.

Như việc Fuji Electric đặt định mức JIS và định mức IEC ở hai bảng riêng, cùng một mã hàng có thể có cách ghi công suất định mức khác nhau tùy tiêu chuẩn. Bài viết này cho rằng với tủ điện dùng ở Thái Lan, yêu cầu ghi theo định mức tuân thủ IEC 60947-4-1 sẽ giúp việc so sánh và kiểm tra dễ hơn.

Cách phân định phạm vi thuê ngoài thiết kế điện xin xem bài Thuê ngoài thiết kế điện nhà máy Thái Lan: RFP đến FAT/SAT, còn thực tế bàn giao khi chế tạo tủ điện tại Thái Lan xin xem bài Chế tạo tủ điện điều khiển tại Thái Lan: Hướng dẫn đặc tả, FAT và bàn giao.

Những điều cần kiểm tra trong FAT (thử nghiệm xuất xưởng)

Bài viết này đề xuất kiểm tra các điểm sau tại xưởng của nhà sản xuất tủ điện.

• Giá trị chỉnh định của rơ-le nhiệt quá tải có khớp với giá trị trên nhãn máy trong danh sách tải và cách hiệu chỉnh hay không.
• Mã hàng của thiết bị bảo vệ ngắn mạch, công tắc tơ và rơ-le nhiệt quá tải được lắp có trùng với dòng tương ứng trong bảng tổ hợp hay không.
• Giá trị đo thực tế của điện áp cuộn hút có nằm trong định mức và dải điện áp tác động hay không.
• Sau khi chạy liên tục, nhiệt độ quanh công tắc tơ trong tủ điện như thế nào so với nhiệt độ tiền đề của nhà sản xuất.
• Chặn khởi động lại nhờ tiếp điểm gương. Mô phỏng trạng thái tiếp điểm chính vẫn đóng, và xác nhận rơ-le an toàn chặn việc khởi động lại (quy trình được thống nhất trước với người thiết kế phía an toàn).

Những điều cần kiểm tra trong SAT (thử nghiệm nghiệm thu tại hiện trường)

Tại hiện trường, kiểm tra các điểm sau với tải và nguồn điện thực tế.

• Đo dòng khởi động và thời gian khởi động với tải thực, xác nhận rơ-le nhiệt quá tải không ngắt và quan hệ giữa giá trị chỉnh định với dòng tải thực đúng như giả định.
• Cuộn hút tác động chắc chắn ở điện áp nguồn tại hiện trường. Kiểm tra cả trường hợp sụt áp khi khởi động động cơ. Việc Mitsubishi Electric yêu cầu sử dụng ở mức trung bình 95 đến 100 phần trăm cũng là một căn cứ để đánh giá.
• Nhiệt độ trong tủ điện sau khi vận hành liên tục.
• Quy trình khôi phục khi xảy ra ngắt hoặc dính tiếp điểm đã được bàn giao cho bộ phận bảo trì.

Bảo trì: mòn tiếp điểm, tuổi thọ và quyết định thay thế (bảo trì khởi động từ)

Công tắc tơ là vật tư tiêu hao. Tuy nhiên, bài viết này không đưa ra các giá trị chung kiểu “thay sau bao nhiêu năm” hay “thay sau bao nhiêu lần”. Như đã nêu, độ bền điện mà nhà sản xuất đưa ra là giá trị tham khảo kèm điều kiện. Mitsubishi Electric định nghĩa độ bền đóng cắt là mức tham khảo “thay đổi tùy môi trường sử dụng”, và Siemens cho thấy giá trị tuổi thọ thay đổi theo tỷ lệ thời gian đóng điện và nhiệt độ xung quanh.

Điều có ích trong bảo trì là nắm được số liệu của chính thiết bị mình.

• Nắm số lần đóng cắt. Nếu đếm số lệnh chạy bằng PLC, có thể so sánh với mức tham khảo về độ bền điện của nhà sản xuất.
• Lưu hồ sơ các lần ngắt. Ghi lại mạch nào, khi nào, dừng do nguyên nhân gì (quá tải, dính tiếp điểm, ngắn mạch).
• Xem các yếu tố gây suy giảm cuộn hút. Mitsubishi Electric lưu ý rằng tuổi thọ cuộn hút chịu ảnh hưởng của nhiệt độ xung quanh và điện áp đặt vào, và với cuộn hút DC thì ăn mòn điện hóa có thể xảy ra tùy độ ẩm và phía được đóng cắt.

Cũng có phương pháp giám sát liên tục dòng điện động cơ để nắm bắt dấu hiệu bất thường từ sự thay đổi của dòng khởi động hoặc tải. Chi tiết được trình bày trong bài Triển khai phân tích dòng điện động cơ: RFP, FAT và SAT.

Cũng nên tính trước cách dự trữ phụ tùng. Các thông báo cập nhật sản phẩm và ngừng sản xuất của nhà sản xuất vẫn tiếp diễn. Khi chọn phụ tùng thay thế, không chọn mã kế nhiệm chỉ dựa trên số ampe của mã cũ, mà cần kiểm tra loại sử dụng, điện áp cuộn hút, tiếp điểm phụ, kích thước lắp đặt và tổ hợp với rơ-le nhiệt quá tải. Ngay cả khi kéo dài vòng đời của mã cũ bằng hàng tân trang, cũng cần kiểm tra những điểm tương tự.

Ước tính chi phí và hiệu quả theo mô hình (số liệu giả định)

Từ đây, chúng tôi ước tính chi phí và hiệu quả của việc rà soát bằng số liệu giả định dành riêng cho bài viết này. Đây không phải số liệu của một nhà máy có thật.

Giả định: một nhà máy linh kiện điện tử vốn Nhật tại Thái Lan. Tủ tiện ích có mạch khởi động (khởi động trực tiếp) cho 12 động cơ như băng tải, máy bơm, quạt, và liên tục bị dừng do dính tiếp điểm công tắc tơ và do rơ-le nhiệt quá tải ngắt khi khởi động. Nhà máy yêu cầu nhà sản xuất tủ điện cung cấp danh sách tải và căn cứ lựa chọn để rà soát, thay công tắc tơ và rơ-le nhiệt quá tải theo các góc độ loại sử dụng, cấp tác động và phối hợp bảo vệ, rồi chỉnh định và chạy kiểm tra tương đương FAT.

Khoản mục chỉ gồm tổn thất do dừng máy bắt nguồn từ công tắc tơ và rơ-le nhiệt quá tải của tủ này. Ảnh hưởng đến chất lượng và các lần dừng khác không được tính.

Chi phí ban đầu 160.000 THB gồm: lập danh sách tải và hồ sơ căn cứ lựa chọn, đối chiếu bảng phối hợp là 40.000 THB; linh kiện và công thay công tắc tơ cùng rơ-le nhiệt quá tải cho 12 mạch là 72.000 THB; chỉnh định và chạy kiểm tra tương đương FAT là 48.000 THB.

Hình 3: So sánh tổn thất do dừng máy hằng năm giữa hiện trạng (360.000 THB), sau kịch bản cơ sở (60.000 THB) và sau kịch bản độ nhạy (180.000 THB). Mức giảm là 300.000 THB/năm ở kịch bản cơ sở (hoàn vốn khoảng 6,4 tháng) và 180.000 THB/năm ở kịch bản độ nhạy (hoàn vốn khoảng 10,7 tháng). Đây là số liệu giả định dành riêng cho bài viết này.

Cách đọc: thời gian hoàn vốn thay đổi lớn theo “số lần dừng giảm được đến đâu” và “tổn thất mỗi giờ dừng”. Nếu số lần dừng giảm còn 1 lần/tháng thì khoảng 6,4 tháng, nếu chỉ giảm được đến 3 lần/tháng thì khoảng 10,7 tháng. Khi cần thay đổi cả tổ hợp bao gồm thiết bị bảo vệ ngắn mạch, hoặc cần bổ sung làm mát cho tủ điện, chi phí ban đầu sẽ lớn hơn ước tính này. Cũng xin lưu ý rằng thay linh kiện không có nghĩa là chắc chắn hết dừng máy. Trước khi triển khai, chúng tôi khuyên nên ghi lại số lần và thời gian dừng, thiết bị đã ngắt và nguyên nhân (dính tiếp điểm, quá tải, ngắn mạch), rồi đối chiếu với danh sách tải. Bài viết này cho rằng nếu khi lắp mới đã yêu cầu trong RFP hồ sơ căn cứ lựa chọn và nguồn của bảng phối hợp, thì sẽ dễ giảm loại việc phải làm lại như thế này.

Câu hỏi thường gặp

Công tắc tơ và khởi động từ khác nhau thế nào?

Theo giải thích thuật ngữ của Mitsubishi Electric, công tắc tơ (contactor) là thiết bị đóng cắt tiếp điểm chính bằng lực của nam châm điện, còn khởi động từ (magnetic switch) là tổ hợp gồm công tắc tơ và rơ-le nhiệt quá tải. Khi đặt hàng hoặc xin báo giá, ghi rõ bằng mã hàng là đang nói đến loại nào sẽ giúp giảm hiểu nhầm.

Định mức AC-3 và định mức AC-1 khác nhau thế nào?

AC-1 là đóng cắt tải điện trở và các tải hầu như không có dòng xung kích, còn AC-3 là đóng cắt để khởi động và dừng động cơ thông thường. Cùng một mã hàng nhưng dòng điện làm việc định mức khác nhau; với Mitsubishi Electric S-T21, cấp AC-1 là 32 A, cấp AC-3 (200–220 V) là 18(20) A (giá trị trong ( ) là của riêng công tắc tơ). Khi khởi động trực tiếp động cơ thì đọc cột AC-3.

Chọn cấp tác động của rơ-le nhiệt quá tải như thế nào?

Cấp tác động là “dải” thời gian cho đến khi rơ-le tác động ở dòng bằng 7,2 lần dòng chỉnh định. Trong tài liệu của Mitsubishi Electric và Siemens, cấp 10A có dải 2 đến 10 giây, cấp 10 là 4 đến 10 giây, cấp 20 là 6 đến 20 giây, cấp 30 là 9 đến 30 giây (với loại nhiệt). Hãy xét xem thời gian khởi động của tải có ngắn hơn đủ nhiều so với giới hạn dưới của dải đó hay không; với khởi động dài thì chọn cấp tác động cao hơn, hoặc xem xét sản phẩm có đặc tính khác mà nhà sản xuất cung cấp.

Phối hợp bảo vệ Type 2 là gì?

Đây là loại phối hợp bảo vệ yêu cầu sau khi cắt ngắn mạch có thể vận hành lại mà không cần thay thế. Tuy nhiên, theo tài liệu của Schneider Electric và Siemens, hiện tượng dính tiếp điểm nhẹ có thể tách ra dễ dàng là được chấp nhận, và trong trường hợp đó nhà sản xuất sẽ chỉ ra biện pháp bảo trì. Nếu yêu cầu Type 2, hãy chỉ định dòng tương ứng trong bảng tổ hợp đã được nhà sản xuất thử nghiệm.

Điện áp cuộn hút nên chọn AC hay DC?

Không thể quyết định chung cho mọi trường hợp. Nếu muốn điều khiển trực tiếp bằng đầu ra transistor của PLC, hãy kiểm tra công suất tiêu thụ của cuộn hút DC, việc có dòng xung kích hay không, biện pháp chống xung quá áp và điện áp chịu đựng của phần tử đầu ra. Nếu là cuộn hút AC, hãy kiểm tra dao động điện áp của nguồn điều khiển và dải điện áp tác động (với nhiều mã hàng là 85 đến 110 phần trăm định mức hoặc tương tự; khác nhau theo mã hàng và nhiệt độ xung quanh). Trong cả hai trường hợp, hãy kiểm tra bằng tài liệu nhà sản xuất của từng mã hàng.

Ở nhà máy tại Thái Lan nên tính nhiệt độ xung quanh như thế nào?

Nhiệt độ xung quanh làm tiền đề cho định mức khác nhau theo nhà sản xuất. Fuji Electric lấy tiêu chuẩn là −10 đến +55 °C với trung bình 24 giờ không quá 35 °C, Mitsubishi Electric là 55 °C trong tủ điện, Siemens là đến 60 °C. Chúng tôi khuyên nên giả định nhiệt độ trong tủ điện ngay sát công tắc tơ, chứ không phải nhiệt độ không khí bên ngoài tủ, rồi đo thực tế trong FAT và SAT để so sánh với tiền đề.

Giá công tắc tơ là bao nhiêu?

Ý nghĩa khác nhau tùy loại tài liệu. Trong catalogue MS-T/N của Mitsubishi Electric (bản tháng 10/2023), giá tiêu chuẩn (ghi trong catalogue) của S-T21 là 13.970 yên. Trên MonotaRO (ngày truy cập 16/10/2026), Fuji Electric SC09XA có giá bán (chưa thuế) 4.698 yên. Vì giá thay đổi tùy là công tắc tơ đơn lẻ hay khởi động từ, điện áp cuộn hút và tiếp điểm phụ, nên đừng đặt cạnh nhau để so sánh mà hãy thống nhất điều kiện rồi xin báo giá.

Tóm tắt

• Việc lựa chọn công tắc tơ không thể xong chỉ bằng cách tra mã hàng khớp với số ampe. Chọn đọc cột nào (loại sử dụng, điện áp, nhiệt độ xung quanh) mới là bản chất của lựa chọn.
• Với mạch động cơ, đối chiếu dòng điện làm việc định mức AC-3 (nếu chạy nhắp hoặc hãm ngược nhiều thì AC-4) với dòng đầy tải trên nhãn máy của động cơ thực tế được giao.
• Tần suất đóng cắt (lần/giờ) và độ bền điện (lần) là hai giá trị khác nhau. Độ bền điện là mức tham khảo do nhà sản xuất đưa ra kèm điều kiện, và mã hàng có thể thay đổi theo tuổi thọ cần có.
• Cấp tác động của rơ-le nhiệt quá tải là một dải thời gian. Hãy đối chiếu với thời gian khởi động; khi chỉnh định có các hiệu chỉnh cho trường hợp lắp đơn lẻ và theo cỡ dây.
• Phối hợp bảo vệ ngắn mạch Type 1 và Type 2 khác nhau ở phạm vi hư hỏng được chấp nhận. Hãy chỉ định dòng tương ứng trong bảng tổ hợp đã được nhà sản xuất thử nghiệm.
• Cuộn hút (dải điện áp tác động, công suất tiêu thụ, xung quá áp), nhiệt độ xung quanh và khoảng cách lắp đặt, tiếp điểm gương và khóa liên động cơ khí cũng là điều kiện lựa chọn.
• Bài viết này cho rằng ghi các điểm trên vào RFP, và trong FAT/SAT kiểm tra dòng tương ứng trong bảng tổ hợp, giá trị chỉnh định, điện áp cuộn hút và nhiệt độ trong tủ điện là con đường ngắn để giảm việc phải làm lại.

Ngay từ giai đoạn sắp xếp danh sách tải của mạch khởi động động cơ, kiểm tra hồ sơ căn cứ lựa chọn và bảng phối hợp nhận từ nhà sản xuất tủ điện, hay sắp xếp yêu cầu cho RFP, bạn đều có thể trao đổi với TOMAS TECH. Vui lòng liên hệ tại đây.

Tài liệu tham khảo

• IEC 60947-4-1:2023 Low-voltage switchgear and controlgear – Part 4-1 (Edition 5.0, bản đính chính tháng 3/2026) — IEC Webstore (phát hành năm 2023, kiểm tra ngày 16/10/2026)
• Manual SIRIUS Innovations 3RT2 Contactors/Contactor assemblies — Siemens (tháng 10/2014)
• Reference Manual Protection Equipment – Overload Relays — Siemens (tháng 4/2011)
• Catalogue khởi động từ Mitsubishi dòng MS-T/N — Mitsubishi Electric (tháng 10/2023)
• Tuyển tập tài liệu kỹ thuật khởi động từ Mitsubishi dòng MS-T — Mitsubishi Electric (tháng 12/2021)
• Thông báo ngừng sản xuất khởi động từ và công tắc tơ kiểu hộp (No.214) — Mitsubishi Electric (tháng 3/2025)
• Thông báo thay đổi thông số vít kết cấu của khởi động từ và công tắc tơ (Yama-1685) — Mitsubishi Electric (tháng 6/2026)
• SC-NEXT series Magnetic Contactors and Starters catalog (62C1-E-0307) — Fuji Electric (tháng 11/2024 Ed10)
• New Magnetic Contactor and Magnetic Switches SC-NEXT series Notice of release (A23005) — Fuji Electric (tháng 11/2023)
• TeSys Complementary technical information, Chapter A6 Coordination and standards — Tài liệu kỹ thuật của Schneider Electric (đăng trên trang của nhà phân phối, năm 2020)
• FAQ FA105974 Type 1 / Type 2 coordination — Schneider Electric (công bố năm 2003, cập nhật tháng 4/2026)
• FAQ FA142116 Mirror contacts on TeSys Deca / TeSys K — Schneider Electric (kiểm tra ngày 16/10/2026)
• Product data sheet LC1D38FL — Datasheet của Schneider Electric (do nhà phân phối phát hành, tạo tháng 5/2026)
• Product data sheet LC1D32AF7 — Datasheet của Schneider Electric (do nhà phân phối phát hành, tạo tháng 4/2026)
• Công tắc tơ Fuji Electric (trang bán SC09XA, SC12XA) — MonotaRO (truy cập ngày 16/10/2026)
• Công tắc tơ TeSys dòng D của Schneider Electric (trang bán hàng) — MonotaRO (truy cập ngày 16/10/2026)
• Khởi động từ loại hở thao tác AC dòng MSO-T của Mitsubishi Electric (trang bán hàng) — MonotaRO (truy cập ngày 16/10/2026)
• Thailand Secures 1H 2026 Investment Surge (PR No.117/2569) — Thailand Board of Investment (ngày 23/07/2026)
• Báo cáo tiêu chuẩn chất lượng dịch vụ của chi nhánh PEA Thung Song — Cơ quan Điện lực Tỉnh (PEA), đăng trên trung tâm thông tin OIC (kiểm tra ngày 16/10/2026)