Rơ le là thiết bị điện quan trọng không thể thiếu, bảo vệ an toàn cho con người trong quá trình sử dụng điện. Vậy relay là gì? các loại rơ le phổ biến hiện nay gồm có mấy loại. Cùng ALEN tìm hiểu thông tin chi tiết về rơ le và cách chọn thiết bị phù hợp cho hệ thống điện của bạn trong nội dung bài viết này.
1. Relay (Rơ le) là gì?
Rơ le hay relay là một loại công tắc điện từ hoặc bán dẫn, đóng vai trò là thiết bị trung gian để bật/tắt mạch điện công suất lớn bằng một tín hiệu điều khiển nhỏ, an toàn hơn. Thiết bị này hoạt động dựa trên nguyên lý từ trường để cách ly, bảo vệ và tự động hoá hệ thống điện
Xem thêm: Dây điện dân dụng Cadivi
2. Tại sao rơ le được sử dụng phổ biến?
Các loại relay là thành phần quan trọng trong các hệ thống điện. Nó có khả năng nhận tín hiệu điều khiển nhỏ để đóng cắt mạch điện có công suất lớn hơn. Rơ le được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điện dân dụng, công nghiệp và các hệ thống điều khiển-bảo vệ.
- Rơ le dòng điện cho phép điều khiển mạch điện công suất lớn bằng tín hiệu nhỏ, giúp mạch điều khiển đơn giản và an toàn hơn.
- Rơ le có khả năng cách ly điện giữa mạch điều khiển và mạch tải, làm giảm nguy cơ hư hỏng thiết bị và mất an toàn cho người sử dụng.
- Các loại role có thể thực hiện nhiều chức năng như đóng cắt, liên động, bảo vệ, báo trạng thái, phù hợp với nhiều yêu cầu khác nhau.
- Rơ le có kết cấu và nguyên lý hoạt động đơn giản, dễ lắp đặt, thay thế và bảo trì
- Giá thành phải chăng, lưu hành phổ biến trên thị trường với nhiều chủng loại khác nhau.
- Khả năng hoạt động ổn định
- Có thể kết hợp linh hoạt với các thiết bị điều khiển khác như PLC, cảm biến, công tắc, bộ điều khiển tự động.
3. Cấu tạo cơ bản của rơ le
Rơ le thường được cấu tạo nên từ 4 thành phần chính, gồm có:
- Nam châm điện
- Phần cứng
- Tiếp điểm
- Lò xo, lá nhíp
4. Nguyên lý hoạt động của rơ le
Rơ le hoạt động dựa trên nguyên tắc: khi giá trị đầu vào đạt đến ngưỡng cài đặt, tiếp điểm ở đầu ra sẽ thay đổi trạng thái (đóng hoặc mở) để điều khiển mạch điện khác. Trong thực tế, các loại rơ le hiện nay rất đa dạng, tuy nhiên có thể chia thành hai nhóm phổ biến là rơ le điện từ và rơ le điện tử (rơ le bán dẫn, rơ le số).
Trong các loại rơ le, thì relay điện từ là loại được sử dụng rộng rãi nhất. Khi dòng điện chạy qua cuộn dây của mạch điều khiển ở mạch thứ nhất, cuộn dây sẽ trở thành nam châm điện và sinh ra từ trường. Từ trường này hút một tiếp điểm và kích hoạt mạch thứ 2. Khi ngắt dòng điện, từ trường mất đi, lò xo kéo tiếp điểm trở lại vị trí ban đầu, tắt mạch thứ hai một lần nữa.
Rơ le dòng điện có nhiệm vụ chính là phát hiện hoặc giám sát giá trị dòng điện trong mạch. Khi dòng điện vượt quá hoặc đạt ngưỡng, rơ le sẽ tác động đóng/cắt, cảnh báo hoặc bảo vệ thiết bị.
Tham khảo thêm: Sóng điện từ là gì?
5. Các loại relay (rơ le) phổ biến hiện nay
5.1. Rơ le điện từ
Rơ le điện từ là thiết bị dùng để đóng cắt và điều khiển mạch điện thông qua lực điện từ sinh ra khi dòng điện chạy qua cuộn dây. Khi được cấp điện, cuộn dây tạo ra từ trường hút phần ứng, làm các tiếp điểm chuyển trạng thái để đóng hoặc ngắt mạch tải. Nhờ cấu tạo đơn giản, hoạt động ổn định và dễ ứng dụng, rơ le điện từ được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển, tự động hóa và bảo vệ điện.
5.2. Rơ le điện tử
Rơ le điện tử (còn gọi là rơ le trung gian hay rơ le kiếng) hoạt động dựa trên lực điện tử để đóng cắt mạch điện. Khi có dòng điện chạy qua cuộn dây, từ trường sinh ra sẽ hút phần ứng, làm các tiếp điểm chuyển trạng thái. Khi ngắt điện, lò xo kéo phần ứng trở về vị trí ban đầu.
Hiện nay, rơ le điện tử có nhiều loại như rơ le điện áp, rơ le giữ từ và rơ le dòng điện, được dùng rộng rãi trong các mạch điều khiển và bảo vệ.
5.3. Rơ le bán dẫn (SSR – Solid State Relay)
Rơ le bán dẫn là công tắc điện tử không tiếp điểm, sử dụng linh kiện bán dẫn thyristor, triac, transistor, để đóng ngắt mạch điện. Khác với rơle cơ, SSR hoạt động bền bỉ, tốc độ cao, không có tiếng ồn và không phát sinh tia lửa điện. Thiết bị này chuyên được dùng để điều khiển tải công suất lớn trong công nghiệp, gia nhiệt và tự động hoá.
5.4. Rơ le nhiệt
Rơ le nhiệt là thiết bị chuyên được lắp đặt đê bảo vệ động cơ và mạch điện khi bị quá tải, bằng cách tự động ngắt mạch khi dòng điện làm nhiệt độ tăng vượt mức cho phép. Loại relay này hoạt động dựa trên nguyên lý giãn nở của thanh lưỡng kim.
5.5. Rơ le thời gian
Rơ le thời gian là thiết bị dùng để đóng hoặc ngắt tiếp điểm sau một khoảng thời gian trễ đã cài đặt, thay vì tác động ngay khi có tín hiệu điều khiển. Thiết bị này thường được sử dụng trong các mạch điều khiển để tạo trễ khởi động, trễ ngắt, hoặc điều khiển theo chu kỳ thời gian trong hệ thống điện và tự động hóa.
5.6. Rơ le bảo vệ điện áp
Role bảo vệ điện áp dùng để giám sát điện áp nguồn và tự động ngắt mạch khi điện áp vượt quá hoặc thấp hơn ngưỡng cho phép. Thiết bị này giúp bảo vệ động cơ, thiết bị điện và hệ thống điều khiển khỏi hư hỏng do điện áp không ổn định, và thường được lắp trong tủ điện công nghiệp hoặc dân dụng.
5.7. Rơ le bảo vệ dòng điện
Relay bảo vệ dòng điện là một loại rơ le dòng điện được dùng để giám sát dòng điện đang hoạt động trong mạch và tự động ngắt mạch khi dòng điện vượt quá giá trị, quá dòng, nhằm bảo vệ động cơ và các thiết bị khỏi hư hỏng do quá tải hoặc sự cố ngắn mạch.
5.8. Rơ le chốt từ (Latching Relay)
Rơ le chốt từ (Latching Relay) là loại rơ le có khả năng giữ nguyên trạng thái tiếp điểm sau khi đã tác động, ngay cả khi đã ngắt nguồn điều khiển.
Khác với rơ le thông thường, rơ le chốt từ chỉ cần xung điều khiển để chuyển trạng thái và không phải cấp điện liên tục, giúp tiết kiệm năng lượng và giảm phát nhiệt.
Loại rơ le này thường được dùng trong các mạch điều khiển, tự động hóa và hệ thống cần duy trì trạng thái đóng/ngắt ổn định trong thời gian dài.
6. Phân loại rơ le theo chức năng
6.1. Rơ le bảo vệ
Là loại rơ le được dùng để giám sát các đại lượng như dòng điện như điện áp, nhiệt độ, … và có khả năng tự tác động ngắt mạch khi xảy ra sự cố quá dòng, quá áp, thấp áp, quá tải, … nhằm bảo vệ thiết bị và hệ thống điện.
6.2. Rơ le điều khiển
Rơ le điều khiển dùng trong các mạch điều khiển, nó thực hiện nhiệm vụ đóng- ngắt, tạo logic, tạo trễ hoặc liên động giữa các thiết bị theo yêu cầu vận hành của hệ thống.
6.3. Rơ le trung gian
Là rơ le dùng để khuếch đại và cách ly tín hiệu điều khiển, giúp một tín hiệu nhỏ có thể điều khiển nhiều tiếp điểm hoặc nhiều mạch khác nhau, thường làm khâu trung gian giữa bộ điều khiển và tải.
7. Ứng dụng thực tế của các loại rơ le
Rơ le được sử dụng rất rộng rãi trong hệ thống điện công nghiệp, dân dụng và tự động hóa. Dưới đây là những ứng dụng tiêu biểu của các loại rơ le thường gặp, trình bày ngắn gọn và dễ hiểu.
Dưới đây là ứng dụng riêng của các loại rơ le, bao gồm:
- Rơ le bảo vệ: Loại rơ le này có chức năng bảo vệ và phát hiện sự cố, ngắt mạch kịp thời để tránh hư hỏng thiết bị. Loại relay này thường được lắp đặt ở trong tủ điện, máy móc khi nguồn điện không ổn định và trong các trạm điện, nhà máy, dây chuyền sản xuất.
- Rơ le bảo vệ dòng điện: Thiết bị này được lắp đặt để giám sát dòng điện của động cơ như máy bơm, quạt, băng tải. Nó sẽ thực hiện ngắt mạch khi dòng vượt ngưỡng cho phép do kẹt cơ khí hoặc ngắn mạch, và phối howpk với contactor trong các mạch khởi động động cơ.
- Rơ le bảo vệ điện áp: Relay này được dùng trong hệ thống điện dân dụng và công nghiệp nhằm chống quá áp- thấp áp, bảo vệ thiết bị điện tử, máy CNC, biến tần hay PLC. Loại relay này thường được lắp trong tủ điện ATS, tủ phân phối và tủ điều khiển nguồn.
- Rơ le nhiệt: Bảo vệ động cơ khỏi tình trạng quá tải kéo dài. Nó thường được lắp trực tiếp sau contactor trong các mạch khởi động. Ứng dụng phổ biến nhất là dành cho máy bơm, quạt nén và băng tải
- Rơ le thời gian: Rơ le thời gian sử dụng khi cần tạo trễ đóng/ngắt cho động cơ để tránh dòng khởi động lớn. Nó đóng vai trò điều khiển bật/tắt thiết bị theo thời gian, tạo chu trình làm việc trong các dây chuyền tự động.
- Rơ le trung gian: Loại rơ le này được dùng để khuếch đại tín hiệu điều khiển từ PLC, cảm biến, công tắc, nhằm làm tăng số lượng tiếp điểm điều khiển, cách ly mạch điều khiển và mạch công suất, giúp hệ thống an toàn hơn.
- Rơ le điều khiển: Rơ le điều khiển được sử dụng để thực hiện logic đóng/ngắt trong tủ điện, tạo mạch liên động, mạch duy trì, mạch đảo chiều động cơ. Điều khiển các thiết bị đèn, van điện từ, động cơ và quạt.
- Rơ le chốt điện từ (Latching relay): Thiết bị này được lắp đặt trong hệ thống cần giữ trạng thái ON/OFF sau khi mất điện. Các mạch điều khiển tiết kiệm năng lượng vì không cần cấp điện liên tục. Loại rơ le này được dùng trong hệ thống điện chiếu sáng, thiết bị thông minh và tự động hoá.
8. Cách lựa chọn rơ le phù hợp
Để chọn đúng loại rơ le cho hệ thống điện và điều khiển, bạn nên dựa vào các tiêu chí quan trọng nư:
- Xác định đúng mục đích sử dụng:
- Rơ le bảo vệ, rơ le dòng điện, rơ le điện áp và rơ le nhiệt dùng để bảo vệ
- Rơ le thời gian dùng để tạo trễ thời gian
- Rơ le trung gian để điều khiển, mở rộng tiếp điểm
- Rơ le chốt từ để giữ trạng thái sau khi mất điện
- Chọn đúng điện áp và kiểu tín hiệu điều khiển
- Điện áp điều khiển 12V, 24VDC, 220VAC, …
- Kiểu tín hiệu AC hoặc DC.
- Xem xét dòng điện và tải cần đóng cắt
- Dòng chịu tải của tiếp điểm lớn hơn dòng thực tế của thiết bị
- Phù hợp với loại tải, động cơ, đèn, cuộn hút, van điện tử
- Kiểm tra dải cài đặt và độ chính xác
- Chọn số lượng và loại tiếp điểm
- Ưu tiên lựa chọn loại relay chuẩn lắp đặt và môi trường sử dụng
- Kiểu lắp: Gắn DIN rail hay bắt vít
- Môi trường: Nhiệt độ, độ ẩm, độ rung,
Giữa hàng loạt các loại rơ le, bạn cần xác định đúng mục đích, chức năng và điện áp điều khiển, đúng dòng tải, tiếp điểm để lựa chọn được thiết bị phù hợp. Việc chọn đúng loại relay sẽ giúp hệ thống điện của bạn vận hành ổn định, mượt mà, và an toàn, bền lâu.
Có thể bạn quan tâm: Tìm hiểu bảng quy ước màu dây điện
