ReLay là một thuật ngữ đang dần trở nên phổ biến trong nhiều lĩnh vực, từ kỹ thuật điện tử, công nghệ thông tin đến tự động hóa. Vậy ReLay là gì? Tại sao nó lại quan trọng và được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống và công nghiệp hiện nay? Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về ReLay.
Giới thiệu về ReLay
Rơle là một công tắc hoạt động bằng điện. Nó bao gồm một tập hợp các thiết bị đầu cuối đầu vào cho một hoặc nhiều tín hiệu điều khiển và một tập hợp các thiết bị đầu cuối tiếp xúc hoạt động. Công tắc có thể có bất kỳ số lượng liên hệ nào trong nhiều biểu mẫu liên hệ, chẳng hạn như tạo liên hệ, ngắt liên hệ hoặc kết hợp chúng.
Rơle được sử dụng khi cần điều khiển mạch bằng tín hiệu công suất thấp độc lập hoặc trong đó một số mạch phải được điều khiển bằng một tín hiệu. Rơle lần đầu tiên được sử dụng trong các mạch điện báo đường dài làm bộ lặp tín hiệu: chúng làm mới tín hiệu đến từ một mạch bằng cách truyền nó trên một mạch khác. Rơle được sử dụng rộng rãi trong trao đổi điện thoại và máy tính đầu tiên để thực hiện các hoạt động logic.
Dạng cơ điện truyền thống của rơle sử dụng nam châm điện để đóng hoặc mở các tiếp điểm, nhưng rơle sử dụng các nguyên tắc hoạt động khác cũng đã được phát minh, chẳng hạn như trong rơle trạng thái rắn sử dụng các đặc tính bán dẫn để điều khiển mà không cần dựa vào các bộ phận chuyển động. Rơle có đặc tính vận hành được hiệu chuẩn và đôi khi nhiều cuộn dây vận hành được sử dụng để bảo vệ mạch điện khỏi quá tải hoặc sự cố; Trong các hệ thống điện hiện đại, các chức năng này được thực hiện bởi các dụng cụ kỹ thuật số vẫn được gọi là rơle bảo vệ hoặc rơle an toàn.
Rơle chốt chỉ cần một xung công suất điều khiển duy nhất để vận hành công tắc liên tục. Một xung khác được áp dụng cho bộ cực điều khiển thứ hai hoặc xung có cực ngược lại, đặt lại công tắc, trong khi các xung lặp lại cùng loại không có tác dụng. Rơle chốt từ rất hữu ích trong các ứng dụng khi nguồn điện bị gián đoạn sẽ không ảnh hưởng đến các mạch mà rơle đang điều khiển.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Relay
Lõi thép tĩnh thường được gắn cố định với thân vỏ của relay. Với loại công suất nhỏ thì lõi thép tĩnh thường là 1 khối thép lồng qua cuộn dây.
Lá thép động gắn các tiếp động ở trạng thái chưa tác động thì các tiếp điểm này tách ra xa khỏi lõi thép tĩnh.
Cuộn dây điện từ (cuộn hút) được lồng vào lõi thép tĩnh có thể làm việc với điện áp 1 chiều hoặc xoay chiều.
Nguyên lý hoạt động
Khi chưa có điện cấp cho cuộn hút (4), lá thép động (2) chịu lực kéo của lò xo (6) làm cho tiếp điểm động tiếp xúc với cặp tiếp điểm tĩnh ở phía trên, tương ứng cặp tiếp điểm trên đóng và cặp tiếp điểm dưới mở. Khi đóng điện cho cuộn hút (4) cuộn dây biến thành nam châm điện hút lõi thép. Qua đó làm cho các cặp tiếp điểm tương ứng thay đổi trạng thái. Như vậy nhờ vào việc đóng cắt điện cấp vào cuộn hút mà ta đóng ngắt được các cặp tiếp điểm
Các thông số kỹ thuật của relay điện từ
Dòng điện định mức trên relay: đây là dòng điện lớn nhất cho phép relay hoạt động trong thờ gian dài, ổn định mà không bị tác động.
Iđm= (1,2-1,5)Itt
Tuy nhiên trong thực tế khi relay làm việc ở mạch điều khiển thì thông số này không quan trọng lắm.
Điện áp làm việc( điện áp cách ly): là điện áp cách ly an toàn giữa các bộ phận tiếp điện với vỏ của relay. Thường lựa chọn không được nhỏ hơn điện áp cực đại của mạch điều khiển hay của lưới điện.
Điện áp định mức của cuộn hút đối với relay điện áp: là điện áp làm việc của cuộn hút, thường được lựa chọn bằng điện áp của mạch điều khiển.
Dòng điện định mức cuộn hút đối với relay dòng điện: dòng điện này phải lựa chọn bằng với dòng định mức của phụ tải.
Tuổi thọ của của relay: được tính bằng số lần đóng cắt(tính trung bình) kể từ khi dùng đến khi hỏng.
Tần số đóng cắt cho phép: tính bằng số lần đóng cắt cho phép lớn nhất trong một giờ.
Số lượng các cặp tiếp điểm chính, phụ: tùy thuộc vào chức năng relay đảm nhiệm.
Ký hiệu các tiếp điểm và cuộn hút trên relay điện từ và trên sơ đồ mạch:
2. Ký hiệu các tiếp điểm và cuộn hút Relay
Phân loại relay
Kiểm tra và thay thế:
Xác định chân của relay: Dùng đồng hồ vạn năng về thang đo diện trở. Đo các cặp chân của relay.
– Cặp chân duy nhất lên giá tri điện trở là cắp chân cuộn hút (chân nguồn).
– Cặp chân có R=0 là chân chung(COM) và chân thường đóng(NC), chân còn lại là chân thường mở (NO).
– Cấp nguồn cho relay đo từ chân còn lại vào hai chân R=0, chân nào R=0 là chân COM, chân Không lên R là chân NC.
Kiểm tra và thay thế:
Đo kiểm tra: Đo kiểm tra cuộn hút – Đo kiểm tra các tiếp điểm.
Thay thế: Đúng loại, đúng số chân, và đúng điện áp cuộn hút, dòng chịu đựng của tiếp điểm.
Relay có khả năng hoạt động nhanh, ổn định cao, kích thước nhỏ và tuổi thọ cao. Vì thế, relay có thể ứng dụng được nhiều vị trí khác nhau: điều khiển từ xa, hệ thống liên lạc, …Tuy nhiên, trong thực tế hiện nay thì các loại relay được dùng phổ biến trong mạch điều khiển tự động. Nó đóng vai trò như một công tắc điện, hoạt động tự động với dòng điện nhỏ để điều khiển dòng điện lớn. Relay có nhiệm vị chính là điều khiển và đảm bảo an toàn cũng như thực hiện việc chuyển mạch mà không cần tác động của con người.
Phân loại Relay
Tên gọi khác của relay điện tử là relay trung gian. Trên thị trường, relay điện tử được chia thành nhiều loại khác nhau.
Relay bảo vệ điện áp
Tên gọi khác của relay bảo vệ điện áp là relay trung gian. Đây là thiết bị điện tử được dùng cho việc bảo vệ điện áp trong đời sống. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của relay bảo vệ điện áp giống công tắc xoay chiều. Tuy nhiên, điểm khác biệt đó là relay này chỉ cho phép dòng điện bé di chuyển qua nó, do đó, tải của relay cũng nhỏ hơn.
Trên thị trường hiện nay, relay này có 2 loại khác nhau là: relay xoay chiều AC và một chiều DC. Chúng bao gồm đế cùng với tiếp điểm.Loại này cũng được dùng trong các dòng điện dưới 5A với nhiều mức điện áp khác nhau. Relay bảo vệ điện áp có thể dùng trong trường hợp điện áp xuất hiện tình trạng bất thường. Lúc này, thiết bị sẽ ngắt nguồn điện ngay để bảo vệ an toàn cho các thiết bị điện trong mạch.
Relay bảo vệ dòng
Relay có nhiều ưu điểm vượt trội như: độ bền cao, dễ dàng sử dụng, kết nối nhanh chóng, hoạt động đơn giản và độ chính xác cao. Nó thường là lựa chọn hàng đầu cho việc bảo vệ tải điện, động cơ hay máy biến áp…khi có sự cố quá tải hay ngắn mạch.
Relay chốt từ tính
Relay này khá mới mẻ trên thị trường Việt Nam, loại này có nhiều ưu điểm. Relay này có tính năng hoạt động tương tự như relay điện tử, có thể bật hay tắt mạch tự động. Bên cạnh đó, relay chốt từ tính cũng có điểm khác biệt. Đó chính là việc đóng hay mở của relay sẽ phụ thuộc nhiều vào nam châm vĩnh cửu đặt trong nó. Relay muốn kích hoạt sẽ cần có tính hiệu điện ở độ rộng phù hợp với nó.
Relay bán dẫn
Relay bán dẫn có khả năng kết nối hay thực hiện việc ngắt kết nối rất nhanh chóng kể cả khi không cần tiếp xúc trực tiếp. Do vậy, relay này còn được gọi với tên khác là công tắc không tiếp xúc. Loại relay này được chia thành xoay chiều AC và một chiều DC dựa theo nguồn cung cấp tải. Nếu xét về loại, relay sẽ có 2 loại là: loại thường mở và loại thường đóng. Nếu phân chia relay bán dẫn dựa theo kiểu cách ly thì nó có nhiều loại khác nhau. Ví như: cách ly quan điện, kiểu lai ghép hay kiểu cách ly máy biến áp…
Relay nhiệt
Loại relay nhiệt có cấu tạo gồm: phần từ bù nhiệt độ, tiếp điểm điều khiển, hệ thống hành động, cơ chế đặt lại, phần tử gia nhiệt…Khi nhiệt cùng dòng điện vào đến bộ phận đốt nóng khiến cho dải lưỡng kim trong relay bị giãn ra chỉ sau thời gian rất ngắn. Khi đó, dòng điện sẽ bị ngắt để bảo vệ tốt cho động cơ khỏi hư hỏng trong các sự cố điện. Thiết bị cũng có nhiều ưu điểm như: cấu tạo đơn giản, giá rẻ, thiết kế gọn nhẹ… Do đó, hiện nay, relay nhiệt đang rất được ưa chuộng trong dân dụng và cả công nghiệp.
Relay thời gian
Relay thời gian sẽ thay đổi mạch ở đầu ra khi tín hiểu ở đầu vào có tình trạng tăng hay giảm, ứng dụng trong mạch điện có điện áp hay dòng điện ở mức thấp. Khi có sự cố quá dòng hoặc quá áp, relay thời gian sẽ đảm nhận việc ngắt hay nối mạch điện. Relay này có cấu tạo gồm: các tiếp điểm và cuộn dây. Tùy thuộc vào sự kết hợp của tiếp điểm với cuộn dây mà chế độ làm việc của relay thời gian sẽ có sự khác nhau. Relay này được chia thành 2 loại gồm: relay trễ bật nguồn và relay trễ tắt nguồn.
3. Các loại relay trên thị trường hiện nay.
Nguồn ảnh: https://thietbibenthanh.com.
Contactor Siemens 3TH4253-0AM0.
So sánh về Contactor và Relay
Người ta hay nhầm lẫn giữa hai thiết bị Contactor và relay khi sử dụng trong dân dụng hay công nghiệp. Như vậy, Relay điện từ hoạt động trên nguyên tắc nam châm điện, thường dùng để đóng cắt mạch điện có công suất nhỏ, tần suất đóng cắt lớn. Tín hiệu điện có thể là dòng điện hoặc điện áp. Trong mạch điện công nghiệp relay điện từ thường không đóng cắt mạch động lực mà chỉ tác động gián tiếp thông qua mạch điều khiển. Vì vậy, nó có thể còn được gọi là relay trung gian. Contactor (công tắc tơ) là thiết bị đóng ngắt giúp đảm bảo việc thiết lập liên tục và ngắt mạch điện trong điều kiện bình thường. Có 6 điểm khác biệt giữa Contactor và Relay mà người dùng cần biết sau:
Công suất tải
Trong khi Contactor (công tắc tơ) được dùng nhiều trong mạng tải lớn hơn 10A thì từ dưới 10A là lựa chọn dành cho Relay.
Tiêu chuẩn tiếp xúc mở /đóng
Contactor hay còn gọi là khởi động từ thường dùng nhiều cho các tiếp điểm dạng mở nhưng Relay lại có thể dùng cho cả tiếp điểm đóng và mở. Như vậy, khi Contactor ngắt điện sẽ không có kết nối nhưng với relay thì ngắt điện vẫn có kết nối.
Tiếp điểm phụ
Contactor thường được lắp đặt với tiếp điểm phụ NO hay NC, hai thiết bị này sẽ dùng cho những chức năng có liên quan đến việc điều khiển Contactor.
Tính năng an toàn
Contactor (công tắc tơ) do đặc điểm có thể chịu tải cao nên chúng có khả năng đảm bảo an toàn trong trường hợp mất điện. Đây là việc rất quan trọng, bởi vì nhiều trường hợp khi mất điện thì các tiếp điểm có thể tiếp xúc với nhau, gây mất an toàn về điện cho người sử dụng. Contactor đảm bảo rằng các mạch sẽ bị đứt cùng lúc và không có khả năng tự nối lại. Khác với Contactor thì relay với đặc tính là hoạt động ở mức tải thấp nên các tiếp điểm có lò xo sẽ ít sử dụng trong thiết bị này.
Chức năng an toàn, chống hồ quang
Với khả năng chịu tải cao nên Contactor có khả năng triệt tiêu hồ quang. Thiết bị sẽ mở rộng đường mà 1 vòng cung phải di chuyển, khoảng cách mở rộng càng xa thì hồ quang sẽ càng triệt tiêu tốt hơn. Trong khi đó, do Relay chỉ có khả năng mang tải thấp nên khả năng triệt tiêu hồ quang của thiết bị này sẽ không hiệu quả bằng Contactor.
Chức năng An toàn, quá tải
Nếu có tình trạng quá tải, Contactor sẽ ngắt mạch điện trong khoảng thời gian từ 10 – 30 giây. Tính năng này sẽ giúp bảo vệ dòng điện và các thiết bị điện hiệu quả hơn nhiều trong quá trình sử dụng. Nếu so với Contactor thì Relay không có khả năng bảo vệ quá tải cao, thực tế thì đặc điểm thiết kế của Relay chỉ có thể mang tải thấp dưới 10A.
Ứng dụng của contactor và Relay
Do cấu tạo và chức năng, công dụng của Contactor và Relay là khác nhau nên khả năng ứng dụng của mỗi thiết bị cũng không giống nhau. Thông thường thì Contactor sẽ được lựa chọn sử dụng trong các dòng điện 3 pha hay các môi trường sản xuất công nghiệp. Ngược lại, Relay lại được ưa chuộng trong các ứng dụng dòng điện 1 pha hay mạch điện gia đình. Những nơi có điện áp khoảng 1000V sẽ được sử dụng Contactor, nếu điện áp từ 250V trở xuống thì Relay là lựa chọn thích hợp nhất với mục đích sử dụng.
Trên đây là các thông tin chi tiết về ReLay. Để biết thêm những thông tin chi tiết, vui lòng liên hệ trường dạy nghề Thanh Xuân qua website https://truongdaotaonghethanhxuan.edu.vn/ hoặc đến địa chỉ 93 Nguyễn Tuân, Thanh Xuân, Hà Nội, hotline: (024) 35 58 95 95 hoặc 0936 98 90 90.