Rơ le thời gian: Cấu tạo, nguyên lý làm việc và ứng dụng

Lê Hồng Phong

Rơle thời gian hay rơle thời gian là một thiết bị điện thường xuất hiện trong các hệ thống điều khiển tự động, có nhiệm vụ hỗ trợ điều khiển các trạng thái mạch điện tử. Điện BTB sẽ cung cấp cho bạn những thông tin về cấu tạo, ký hiệu kỹ thuật, nguyên lý làm việc và ứng dụng của loại thiết bị điện này trong bài viết dưới đây.

Rơle thời gian là gì?

Rơle thời gian (kỹ thuật gọi là Hẹn giờ) là một thiết bị điện tạo ra độ trễ thời gian bằng cách sử dụng mạch điện tử để điều chỉnh thời gian bật/tắt của các tiếp điểm điện. Loại rơle điều khiển này được sử dụng trong các mạch điều khiển tự động với vai trò làm trung gian kết nối thiết bị điều khiển và thiết bị vận hành.

Trên thực tế, rơle thời gian sẽ tắt các thiết bị đang hoạt động khi không hoạt động để tiết kiệm năng lượng và đảm bảo tuổi thọ của thiết bị. Thời gian chuyển mạch bật tắt của rơle này được tính bằng mili giây (ms), giây (s) hoặc phút (m), giờ (h); Các thông số phụ thuộc vào yêu cầu hệ thống và có thể được điều chỉnh.

Các loại rơle thời gian

Rơle thời gian được phân loại theo loại của chúng tiếp điểm đóng mở là độ trễ Bộ hẹn giờ BẬT và độ trễ Bộ hẹn giờ TẮT (rơle thời gian mở và rơle thời gian đóng). Ngoài ra còn có rơle 24H dùng để tạo chu kỳ điều khiển cố định hàng ngày. Rơle BẬT và TẮT khác nhau về nguyên tắc hoạt động.

Hẹn giờ chuyển tiếp trễ ON

Với bộ hẹn giờ rơle ON-delay, khi cuộn dây bên trong được cấp nguồn qua 2 chân nguồn (chân 7 và chân 2), bộ hẹn giờ bắt đầu đếm từ 0 đến vạch đặt trước. Khi thời gian đếm tích lũy đạt đến thời gian định sẵn, rơle sẽ tự động chuyển trạng thái và tiếp điểm. Sau đó, hệ thống truyền động vẫn hoạt động bình thường. Ngược lại, nếu không cấp nguồn vào cuộn dây, bộ đếm thời gian sẽ bị hủy và rơle sẽ trả trạng thái về tiếp điểm.

Rơle thời gian trễ có 2 tiếp điểm:

• TR1-1: Tiếp điểm thường mở (NO), có chức năng đóng chậm – ngắt nhanh.
• TR1-2: Tiếp điểm thường đóng (NC), có chức năng đóng chậm – đóng nhanh.

Hẹn giờ rơle trễ TẮT

Khi cấp nguồn vào cuộn dây trong bộ hẹn giờ rơle trễ TẮT, tiếp điểm sẽ ngay lập tức chuyển trạng thái (mở – đóng). Sau đó hệ thống hoạt động bình thường. Khi ngừng cấp điện, tiếp điểm tức thời sẽ trở về trạng thái ban đầu, nhưng tiếp điểm định thời sẽ duy trì thêm một khoảng thời gian nữa trước khi trở về trạng thái cũ.

Rơle trễ thời gian có 2 tiếp điểm:

• TR1-1: Tiếp điểm thường mở (NO), có chức năng đóng nhanh – ngắt chậm.
• TR1-2: Tiếp điểm thường đóng (NC), có chức năng đóng nhanh – đóng chậm.

Ngoài việc phân loại theo trạng thái, rơle bảo vệ này có thể được chia theo ứng dụng:

• Rơ le thời gian điện: Dùng cho tụ điện, điện trở,…
• Rơle thời gian cơ khí: Dùng để điều khiển cơ cấu đẩy trục, cơ cấu quay,… của các thiết bị cơ khí
• Rơle thời gian chuyển động: Sử dụng cảm biến chuyển động để tạo độ trễ thời gian
• Rơ le thời gian điện tử số: Dùng cho bộ đếm, bộ nhớ và một số linh kiện điện tử khác

Cấu tạo và ký hiệu của rơle thời gian

Bất kể loại rơle thời gian nào, cấu trúc đều có những đặc điểm chung. Thông thường loại rơle này gồm có các thiết bị chính như: Cuộn dây, mạch nam châm, mạch điện tử hẹn giờ, tiếp điểm, vỏ bảo vệ, đồng hồ hiển thị,…

Trong ký hiệu rơle thời gian trên hình vẽ, cả rơle BẬT và TẮT đều có cùng ký hiệu cho tiếp điểm tức thời. Ngược lại, ký hiệu tiếp điểm định thời và ký hiệu cuộn dây trên hai loại rơle là khác nhau.

Ứng dụng của rơle thời gian

Rơle thời gian được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau như:

• Kiểm soát hoạt động của một hệ thống, thiết bị giúp hạn chế sai sót, sự cố không mong muốn.
• Bảo vệ hệ thống, thiết bị khỏi các tác nhân truyền tải như quá tải, quá áp, điện giật,…
• Tiết kiệm năng lượng khi không cần thiết bị.
• Tạo chu kỳ điều khiển thiết bị theo các khoảng thời gian cố định.
• Tạo tín hiệu hình ảnh hoặc âm thanh định kỳ để hỗ trợ điều khiển trực quan hơn các thiết bị điện tử.

Với nhiều lợi ích như vậy, rơle thời gian đã được ứng dụng rộng rãi trong thực tế:

• Hệ thống điện tòa nhà: Điều khiển hệ thống chiếu sáng, hệ thống cửa tự động, rào chắn,…
• Hệ thống nước: Điều khiển máy bơm, hệ thống tưới tiêu, đập nước,..
• Hệ thống cảnh báo: Kích hoạt cảnh báo khi phát hiện lỗi.
• Hệ thống điện ô tô: Đóng, ngắt các mạch điều khiển điện.
• Hệ thống điện gia dụng: Điều khiển quạt, bóng đèn, điều hòa, máy nước nóng,..
• Ứng dụng trong các lĩnh vực truyền tải điện, tự động hóa, hệ thống sản xuất, y tế,…

Xem thêm: So sánh điểm giống và khác nhau giữa contactor và rơle

Hướng dẫn nối dây rơle thời gian

KTH ELECTRIC giới thiệu một số sơ đồ nối dây cho rơle thời gian ứng dụng thực tế như hệ thống chiếu sáng sân vườn và bộ hẹn giờ khởi động động cơ.

Trong sơ đồ trễ hẹn giờ điều khiển chiếu sáng, nguồn điện 220V được kết nối với MCB và RCCB để bảo vệ chống quá tải, ngắn mạch và sốc. Dòng điện sau đó chạy qua công tắc tơ chuyển mạch, sau đó rẽ nhánh đến rơle thời gian và bóng đèn. Khi có dòng điện chạy qua, đèn không sáng ngay mà đợi tín hiệu từ rơ le thời gian truyền về contactor để điều khiển đèn.

Trong sơ đồ trễ hẹn giờ để điều khiển động cơ, nguồn điện được nối song song với bộ ngắt mạch, truyền đến công tắc tơ rồi đến động cơ. Trong khi nguồn điện cho bộ định thời trễ được lấy từ một mạch song song khác rồi nối với các contactor và tiếp điểm.

Việc kiểm soát thời gian hoạt động của các thiết bị điện trở nên dễ dàng và thuận tiện hơn rất nhiều khi sử dụng rơle thời gian. Để xem thêm sơ đồ lắp đặt loại rơle này, bạn có thể xem kênh Youtube KTH ELECTRIC Việt Nam hoặc các bài viết trên website KTH ELECTRIC.