Rơ le là gì? Cấu tạo, nguyên lý, phân loại relay điện

Lê Hồng Phong

Linh kiện điện tử là một phần không thể thiếu trong bất kỳ hệ thống điện nào, từ hệ thống truyền tải, phân phối đến tiêu dùng. Trong số đó, rơle điện là linh kiện được sử dụng phổ biến để điều khiển và giám sát các mạch điện. Tổng hợp thông tin về rơle điện và các loại rơle thường dùng sẽ có trong bài viết dưới đây của KTH ELECTRIC.

Rơle là gì? Cấu trúc của rơle

Rơle hay rơle là một loại thiết bị điện dùng để điều khiển, nhận tín hiệu và điều khiển dòng điện thông qua tín hiệu điện nhỏ hơn. Rơle có khả năng đóng/mở một dòng điện có cường độ lớn hơn rất nhiều so với dòng điện hiện tại.

Về cơ bản, cấu tạo rơle bao gồm một nam châm điện (cuộn dây) và các tiếp điểm chuyển mạch, được thiết kế dưới nhiều dạng module tùy theo mục đích sử dụng. Các bộ phận chính của rơle điện bao gồm:

• Khối nhận: Nơi nhận các tín hiệu đầu vào như nhiệt độ, trạng thái hiện tại… để chuyển đổi thành đại lượng cần thiết và gửi tín hiệu đến khối trung gian.
• Khối trung gian: Nhận thông tin từ khối nhận và gửi đến khối thực thi. Cuộn dây trong rơle thường nằm ở khối này.
• Khối điều hành: Thực hiện các nhiệm vụ được giao từ khối trung gian và đóng, chuyển mạch điện khi cần thiết. Các tiếp điểm trong rơle điện được đặt ở đây.

Chức năng của rơle điện

Rơle điện sử dụng dòng điện cực nhỏ để điều khiển dòng điện khác lớn hơn nhiều, cho phép các thiết bị hoạt động với dòng điện lớn hơn nhiều so với dòng điện hiện tại. Trong thực tế, các chức năng của rơle được thể hiện như sau:

• Rơle điện là thiết bị bảo vệ mạch điện có chức năng ngắt điện kịp thời khi phát hiện quá dòng, quá áp, quá nhiệt, thiếu điện áp,… từ đó bảo vệ an toàn cho các thiết bị điện phía sau.
• Rơle phân chia tín hiệu điều khiển tới các thiết bị khác nhau trong mạch.
• Công tắc rơle tải thông qua tín hiệu điều khiển.
• Rơle bật/tắt dòng điện qua tải theo các thông số cài sẵn như dòng điện, thời gian, v.v.
• Rơle thực hiện các chức năng NOT, OR, AND cho hệ thống điều khiển và khóa liên động tự động.

Nguyên lý hoạt động chung của rơle

Hầu hết các rơle đều có nguyên lý hoạt động chung:

• Khi có dòng điện nhỏ chạy qua mạch thứ nhất sẽ ảnh hưởng đến rơle. Nam châm điện bên trong được kích hoạt, tạo ra từ trường. Từ trường này sẽ hút hoặc đẩy tiếp điểm để kích hoạt mạch thứ hai, tạo ra dòng điện lớn hơn cho thiết bị tải.
• Khi dòng điện bị ngắt, nam châm sẽ ngừng hoạt động và mất từ ​​trường. Khi đó, tiếp điểm nhờ lực của lò xo trở về vị trí ban đầu.

Với rơle điện sử dụng tiếp điểm thường đóng (NC) thì khi nam châm điện kích hoạt sẽ ngắt tiếp điểm, ngăn không cho dòng điện chạy qua. Ngược lại với rơle sử dụng tiếp điểm thường mở (NO), nam châm điện sẽ đóng tiếp điểm và cho dòng điện chạy qua.

Các loại rơle điện thông dụng

Rơle điện ngày nay có nhiều biến thể được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, từ hệ thống điện dân dụng đến điện công nghiệp và truyền tải điện. Mặt khác, vị trí của rơle trong mạch cũng là yếu tố để phân loại rơle.

Phân loại rơle điện theo chức năng:

• Rơle nhiệt: Có chức năng đo nhiệt độ trong mạch để đưa ra quyết định.
• Rơle điện từ: Sử dụng cơ chế điện từ trên cuộn dây để đóng mở.
• Rơle bán dẫn: Sử dụng các linh kiện bán dẫn để điều khiển mạch điện.
• Rơle thời gian: Dựa vào tác động của bộ đếm thời gian để đưa ra quyết định chuyển mạch.
• Rơle trung gian: Trung gian kết nối các thiết bị trong mạch điều khiển tự động.
• Rơle bảo vệ quá dòng: Nhận tín hiệu quá dòng – quá tải để điều khiển.
• Rơle mất pha: Xác định mất pha để ngắt mạch điện.

Phân loại rơle theo trạng thái phân cực:

• Rơle phân cực: Bên trong có nam châm vĩnh cửu, phần ứng di chuyển theo cực đầu vào.
• Rơle không phân cực: Cuộn dây bên trong không bị phân cực. Khi cực đầu vào thay đổi, rơle vẫn hoạt động.

Phân loại rơle theo tiếp điểm:

• Rơle có tiếp điểm: Tác động lên m
• bấm vào để mở và đóng liên lạc.
• Rơle không tiếp xúc: Hoạt động bằng cách thay đổi đột ngột các thông số như điện cảm, điện dung, điện trở,…

Phân loại rơle điện theo cách chúng được kết nối:

• Rơle sơ cấp: Nối trực tiếp vào mạch cần bảo vệ.
• Rơle thứ cấp: Kết nối với mạch thông qua máy biến áp đo lường hoặc máy biến dòng điện.

Chi tiết xem: Các loại rơle bảo vệ phổ biến

Ứng dụng của rơle trong thực tế

Rơle dùng để điều khiển và phân chia tín hiệu tới nhiều bộ phận khác trong mạch điều khiển. Rơle còn được sử dụng làm phần tử đầu ra, cách ly điện áp giữa các bộ phận điều hành: tách nguồn điện xoay chiều cao áp ra khỏi bộ phận điều khiển.

Rơle được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điện công nghiệp và dân dụng, đặc biệt là trong các hệ thống cần tự động hóa. Rơle bảo vệ thiết bị và máy móc khỏi các sự cố về điện hoặc vận hành. Rơle cũng được đặt ở đầu ra của nhiều màn hình, HMI và cảm biến. Hệ thống dây chuyền sản xuất tự động, giám sát vận hành, vận hành tuần tự đều được lắp đặt rơ-le điện.

KTH ELECTRIC hiện đang sản xuất 2 dòng rơle dùng cho điện công nghiệp bao gồm rơle nhiệt KTH ELECTRIC và rơle hệ số công suất (Bộ điều khiển tụ điện KTH ELECTRIC). Tất cả các sản phẩm đều đạt tiêu chuẩn IEC/EN và được kiểm định bởi các tổ chức chất lượng hàng đầu như Underwriters Laboratory, Dekra hay Intertek.

Tìm hiểu thêm thông tin về sản phẩm tại: