Công tắc xoay là loại công tắc điện cơ bản để điều khiển một hay nhiều mạch điện thông qua việc xoay một nút hoặc đĩa. Khi nút được xoay, nó sẽ kết nối hoặc ngắt kết nối các tiếp điểm bên trong công tắc, từ đó mở hoặc đóng mạch điện để điều khiển các thiết bị.

Công tắc xoay thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu nhiều chế độ hoạt động khác nhau, chẳng hạn như điều khiển tốc độ quạt, điều chỉnh âm lượng loa, hoặc chọn các kênh trên các thiết bị điện tử.

Cấu tạo

Công tắc xoay là thiết bị quan trọng trong các tủ điện 3 pha, với cấu tạo bao gồm những phần chính sau:

Các tiếp điểm:

• Tiếp điểm tĩnh: Là phần cố định, không di chuyển.
• Tiếp điểm động: Di chuyển để đóng hoặc mở mạch điện.
• Tiếp điểm phụ: Được sử dụng để hỗ trợ việc đóng mạch.
• Tiếp điểm mở: Dùng để ngắt mạch điện.

Hệ thống thanh dẫn:

• Các thanh dẫn điện giúp truyền tải dòng điện qua công tắc, đảm bảo công suất hoạt động đã được cài đặt.

Nam châm điện:

• Thiết bị này chuyển đổi mạch điện từ một chiều sang xoay chiều khi có dòng điện đi qua, giúp công tắc hoạt động hiệu quả.

Cuộn dây dẫn:

• Giúp quá trình thay đổi chiều dòng điện diễn ra nhanh chóng và dễ dàng hơn.

Lò xo:

• Bao gồm lò xo nhả, lò xo tiếp điểm, và lò xo giảm chấn, giúp tăng tính ổn định và độ bền cho công tắc khi hoạt động.

Nút vặn và vít đầu nối:

• Các thành phần này giúp người dùng dễ dàng điều khiển và kết nối công tắc với hệ thống điện.

Những phần cấu tạo này phối hợp với nhau để đảm bảo công tắc xoay hoạt động chính xác và bền bỉ trong các ứng dụng điện công nghiệp.

Nguyên lý hoạt động

Mặc dù mẫu mã, thiết kế khác nhau nhưng chúng đều có nguyên lý hoạt động chung. Theo đó, khi trục chính quay thì các chốt sẽ di chuyển tới những vị trí khác nhau và tiếp xúc đến những đầu nối điện phù hợp. Khi đó, mạch kết nối được kích hoạt để làm thay đổi trạng thái từ bật sang tắt hoặc ngược lại. Mạch này sẽ đi qua 1 bộ phần hình tròn gọi là wafer. Tùy theo mỗi nơi khác nhau mà mạch sẽ có được kết nối tương ứng.

Đa số thiết kế công tắc này đều sẽ có bánh xe dạng hình sao hay hình có khía. Rất hiếm công tắc có bề mặt nhẵn. Đặc điểm này sẽ giúp công tắc không dừng lại ở vị trí trung gian giữa những điểm tiếp xúc. Chính vì mục đích này mà các thiết kế của công tắc đều có thêm lò xo để làm chốt giữ.

Các đầu cuối sẽ được đặt ở xung quanh vị trí trục với những khoảng cố định. Khoảng cách này thường ở các mức 30°, 45°, 60° và 90°. Góc này sẽ xác định số lượng những vị trí chuyển đổi có sẵn của công tắc. Số lượng góc nhiều hay ít người dùng hoàn toàn có thể lựa chọn.

Các loại công tắc xoay

• Công tắc xoay đơn vị trí (SPST): Điều khiển một mạch điện. Quay nút để mở hoặc đóng mạch.
• Công tắc xoay đôi vị trí (DPST): Điều khiển hai mạch điện độc lập. Khi quay nút, cả hai mạch cùng mở hoặc đóng.
• Công tắc xoay đơn chuyển (SPDT): Điều khiển một mạch điện với hai tiếp điểm. Chuyển đổi mạch giữa hai tiếp điểm khi quay nút.
• Công tắc xoay đôi chuyển (DPDT): Điều khiển hai mạch điện độc lập với bốn tiếp điểm. Chuyển đổi cả hai mạch điện giữa hai tiếp điểm tương ứng.
• Công tắc xoay nhiều vị trí: Cho phép chọn giữa nhiều chế độ hoạt động. Ví dụ: Công tắc xoay 3 vị trí, 4 vị trí, v.v.
• Công tắc xoay vòng biến (Rotary Encoder): Không có vị trí cố định, thường dùng trong điều chỉnh âm lượng hoặc tín hiệu kỹ thuật số.

Ưu và nhược điểm của công tắc xoay

Ưu điểm:

• Đa dạng vị trí: Công tắc có khả năng dừng ở nhiều vị trí khác nhau, giúp người dùng linh hoạt trong việc điều khiển.
• Nhiều tiếp điểm: Một vị trí công tắc có thể điều khiển nhiều tiếp điểm khác nhau, tối ưu hóa không gian và tính năng.
• Vòng quay điều khiển: Khả năng tắt/bật mạch tùy theo vị trí khác nhau là điểm nổi bật, không giống như các công tắc thông thường.
• Chống chịu tốt: Được sản xuất với độ kín cao, công tắc xoay hoạt động ổn định trong nhiều môi trường khắc nghiệt.
• Thân thiện với môi trường: Đạt tiêu chuẩn chất lượng cao, công tắc này không chỉ hiệu quả mà còn bảo vệ môi trường.
• Độ bền cao: Thiết bị có tuổi thọ dài, giúp tiết kiệm chi phí bảo trì và thay thế.
• Thiết kế thẩm mỹ: Kích thước nhỏ gọn, kiểu dáng đơn giản không chiếm nhiều diện tích và dễ sử dụng.

Nhược điểm:

• Phức tạp trong thao tác: Các tác vụ chuyển mạch đòi hỏi thiết bị kỹ thuật số, có thể gây khó khăn cho người dùng không quen.
• Rủi ro hư hại: Máy tính có thể dễ gặp sự cố hoặc không đảm bảo bảo mật cao khi sử dụng công tắc này.
• Chi phí đầu tư cao: Giá thành của công tắc xoay thường cao hơn so với các loại công tắc khác.
• Mòn theo thời gian: Các thành phần cơ học dễ bị hao mòn, làm giảm hiệu suất.
• Cần tác động vật lý: Công tắc yêu cầu phải có sự tác động vật lý để điều khiển, có thể gây bất tiện.