Blog
Rơ le là gì? Cấu tạo và phân loại
Th4
Rơ le là gì? Cấu tạo và phân loại, nguyên lý hoạt động của Rơ le? Và một số loại rơ le được sử dụng phổ biến hiện nay? Hãy cùng theo dõi nhé.
1. Rơ le là gì?
Rơ le là một linh kiện điện tử thụ động hay thường thấy ở những hệ thông điện khi chúng ta gặp các vấn đề liên quan đến công suất cần sự ổn định cao. Rơ le được định nghĩa giống như một công tắc chạy bằng điện, khác ở chỗ chúng không cần đến sự tác động của con người mà được kích hoạt bằng điện thay vì dùng tay người.
Rơ le được sử dụng khi cần kiểm soát một mạch điện bằng một tín hiệu công suất thấp hoặc trong trường hợp một số mạch phải được kiểm soát bởi một tín hiệu. Rơ le được dùng rộng rãi trong trao đổi điện thoại và các máy điện toán thời kỳ đầu với vai trò điều hành mạch logic.
Ngoài ra, rơ le còn được dùng nhiều trong các khối máy thu phát.
2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Rơ le
Cấu tạo
Nhìn vào hình ta có thể thấy:
- Rơ le gồm nam châm điện (1), cần dẫn động (2) và các ngõ vào ra (3)
- Khi có dòng điện chạy ở cuộn dây nam châm điện (1), cơ năng làm đổi mạch lối ra từ ngõ “thường đóng” (normally closed, ngõ vẽ bên trên trong sơ đồ) sang ngõ “thường mở” (normally open).
- Các thanh đổi mạch có thể có lắp lẫy lò xo để quá trình đóng cắt diễn ra dứt khoát.
Ngoài ra cấu tạo bên ngoài Rơ le gồm có 6 chân Trong đó có 3 chân để kích, 3 chân còn lại nối với đồ dùng điện công suất cao.
3 chân dùng để kích
- +: cấp hiệu điện thế kích tối ưu vào chân này
- – : nối với cực âm
- S: chân tín hiệu, tùy vào loại module rơ le mà nó sẽ làm nhiệm vụ chính rơ le.
Nếu bạn đang dùng module rơ-le kích ở mức cao và chân S bạn cấp điện thế dương vào thì module rơ-le của bạn sẽ được kích, ngược lại thì không.
Tương tự với module rơ-le kích ở mức thấp.
3 chân nối
- COM (common): là chân chung là nơi kết nối đường cấp nguồn chờ, nó luôn được kết nối với 1 trong 2 chân còn lại. Còn việc nó kết nối chung với chân nào thì phụ thuộc vào trạng thái hoạt động của rơ le.
NC và NO là hai chân chuyển đổi
- NC (Normally Closed): Nghĩa là bình thường nó đóng. Nghĩa là khi rơ le ở trạng thái OFF, chân COM sẽ nối với chân này.
- NO (Normally Open): Khi rơ le ở trạng thái ON (có dòng chạy qua cuộn dây) thì chân COM sẽ được nối với chân này. Kết nối COM và NC khi bạn muốn có dòng điện cần điều khiển khi rơ le ở trạng thái OFF. Và khi rơ le ON thì dòng này bị ngắt. Ngược lại thì nối COM và NO.
Nguyên lý hoạt động
Gồm có:
- Một cuộn hút (nam châm điện)
- Phần mạch tiếp điểm (mạch lực) dạng lẫy có thể là một lá đồng đàn hồi… để đóng hoặc mở các tiếp điểm điện
Khi cấp nguồn điện áp định mức chạy qua cuộn hút này sẽ trở thành nam châm điện tạo ra một từ trường có lực hút lẫy tiếp điểm, tiếp điểm sẽ đóng cho dòng điện chạy qua và tải bóng đèn hoạt động.
Ứng dụng nhỏ lắp đặt rơ le trong đảo trạng thái 2 đèn sáng. Hình ảnh chuyển động Mô phỏng quá trình cấp điện và dòng điện đến các thiết bị, khi nút được nhấn. Hai nguồn điều khiển mạch và lực hoàn toàn độc lập.
3. Phân loại rơ le
Trên thực tế thì rơ le rất là đa dạng về mẫu mã, kiểu dáng lẫn các chức năng. Tùy thuộc vào từng cách thức để phân loại được những rơ le này. Dưới đây là những cách phân loại điển hình.
Phân loại theo nguyên lý tác động
Cách phân loại này thường được phổ biến trong các nhà máy. Theo nguyên lý tác động ta thường thấy những loại như là:
- Rơ le nhiệt.
- Rơ le điện tử.
- Rơ le cảm ứng.
- Rơ le cơ khí.
- Rơ le bán dẫn.
- …
Ở đây thì thấy 3 loại rơ le đầu là được ưa chuộng nhất và được dùng phổ biến, chúng sở hữu nhiều ưu điểm như tác động nhanh, tiết kiệm điện năng, hoạt động bền bỉ.
Phân loại theo công dụng
Rơ le được chia ra thành hai công dụng chính là:
- Rơ le bảo vệ: được thiết kế trong các dụng cụ bảo vệ và tự động hóa.
- Rơ le khống chế: ứng dụng trong các mạch truyền động điện.
Phân loại theo chức năng trong sơ đồ điện
Bao gồm:
- Rơ le đo lường: được mắc trong các mạch điện cần phải khống chế để theo dõi tình trạng hoạt động của mạch.
- Rơ le thời gian: có chức năng xác định thời gian tác động. Loại thiết bị này còn bao gồm nhiều loại rơ le khác, tùy thuộc vào thời gian hoạt động chẳng hạn như role thoi gian 24h.
- Rơ le tín hiệu: báo hiệu khả năng hoạt động của mạch rơ le.
- Rơ le trung gian: thực hiện chức năng đổi và nối các mạch cần thiết hoặc đóng và cắt các thiết bị điện như công tắc tơ, aptomat.
Phân loại theo cách mắc rơ le trong mạch bảo vệ
Theo cách mắc trong mạch điện, rơ le được chia thành 2 loại chính là:
- Rơ le sơ cấp, tức là có cuộn dây mắc trực tiếp vào trong các mạch điện cần bảo vệ. Đây là loại rơ le chỉ được lắp ở mạng điện hạ áp.
- Rơ le thứ cấp hay còn gọi là rơ le nhị thứ có cuộn dây mắc vào mạch qua các biến áp đo lường hay biến cường độ. Khác với loại rơ le nhất thứ, rơ le thứ cấp dùng được ở cả mạng hạ áp và mạng cao áp.
Phân loại theo đặc tính tham số
- Rơ le dòng điện
- Rơ le tổng trở
- Rơ le điện áp
- Rơ le công suất
- …
4. Một số loại Rơ le được sử dụng phổ biến
Rơ le trung gian
Rơ le trung gian có vai trò như một trung tâm điều khiển các thiết bị khác như công tắc tơ, rơ le thời gian,…Chúng có nhiều ưu điểm đáng kể như sở hữu thiết kế nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt và thay thế, được tích hợp rộng rãi trong các bảng mạch điện dân dụng cũng như trong công nghiệp.
Cấu tạo của rơ le trung gian bao gồm hai phần chính là cuộn hút hay còn gọi là nam châm điện và hệ thống mạch tiếp điểm.
Rơ le thời gian
Giống như rơ le trung gian, rơ le thời gian cũng có chức năng chính là điều khiển trung gian giữa các thiết bị điện theo một thời gian định trước. Tùy theo nhu cầu sử dụng mà khi lắp ráp hệ thống có hai loại rơ le thời gian: rơ le ON DELAY và rơle OFF DELAY.
Cấu tạo của chúng bao gồm mạch từ của nam châm, hệ thống tiếp điểm, khả năng chịu dòng điện nhỏ dưới 5A, bộ định thời gian điện tử. Hai loại rơ le thời gian đều hoạt động dựa trên các tiếp điểm để tuần hoàn nguồn điện giúp sử dụng liên tục. Nhưng chúng cũng có sự khác biệt như:
- Rơ le OFF DELAY, khi nguồn dây được cấp điện, các tiếp điểm được tác động và hoạt động ngay
- Rơ le ON DELAY hoạt động ngược lại. Khi cuộn dây được cấp điện, cavd tiếp điểm không thay đổi, sau một thời gian mới duy trì trạng thái chuyển đổi.
Rơ le nhiệt
Rơ le nhiệt được ứng dụng phổ biến trong các hệ thống điện từ công nghiệp cho đến dân dụng. Với chức năng bảo vệ mạch điện, đóng cắt các tiếp điểm khi dòng điện quá tải sinh ra điện.
Đối với dòng rơ le này thường người sẽ lắp đi kèm cùng với cầu chì, bởi rơ le nhiệt hoạt động có thể chờ vài giây đến vài phút. Chúng không tác động tức thời theo giá trị dòng điện mà cần thời gian để phát nóng.
Tùy thuộc vào từng mục đích và môi trường sử dụng mà bạn sẽ có những loại rơ le sau:
- Rơ le kết cấu kín hoặc hở.
- Rơ le nhiệt 1 pha và 3 pha.
- Rơ le theo phương thức đốt nóng trực tiếp, gián tiếp và hỗn hợp.
Rơ le dòng điện
Rơ le dòng điện có tác dụng bảo vệ quá tải và ngắn mạch hiệu quả với nguyên lý hoạt động đơn giản. Khi dòng điện có trị số quá lớn tác động đến rơ le thì lực hút nam châm trong rơ le sẽ thắng lực cản của lò xo làm mở các tiếp điểm. Từ đó ngắt mạch điều khiển qua công tắc tơ và đóng ngắt thiết bị trên mạch.
Rơ le điện áp
Rơ le điện áp cũng là một thiết bị được sử dụng phổ biến để bảo vệ tình trạng sụt áp của mạch điện. Có cấu tạo gồm một cuộn dây hút được quấn bằng nhiều dây nhỏ và được mắc song song với mạch điện.
Khi điện áp duy trì ở mức bình thường thì rơ le tác động và làm nóng tiếp điểm. Khi hệ số công suất sụt thấp hơn mức quy định thì lực lò xo sẽ thắng lực hút nam châm dẫn đến mở tiếp điểm.
Rơ le bán dẫn
Rơ le bán dẫn có chức năng tương tự như những Rơ le cơ khí thông thường hoạt động bằng cách dùng một dòng điện nhỏ điều khiển một tải tiêu thụ lớn hơn. Thực hiện các chức năng bật hoặc tắt, mở hoặc đóng giống như các relay tiêu chuẩn nhờ vào hoạt động của công tắc bán dẫn mà không có bất kỳ chuyển động vật lý nào bên trong chính relay.
Gồm có các loại rơ le bán dẫn SSR phổ biến như:
- Rơ le bán dẫn điều khiển bằng biến trở
- Relay bán dẫn điều khiển ON/OFF (Input relay)
- Relay bán dẫn điều khiển analog 4-20mA (SSR ngõ vào 4-20mA)
>>> Xem thêm: Rơ le bán dẫn SSR cấu tạo và nguyên lý hoạt động