Relay (Rơ-le) là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của relay

1. Relay là gì?

1. Relay (tên tiếng Việt là Rơ le) là một công tắc điều khiển từ xa, vận hành dựa trên nguyên lý của nam châm điện. Khi được kích hoạt, relay sử dụng từ trường để thay đổi trạng thái của các tiếp điểm cơ học bên trong, cho phép kết nối hoặc ngắt mạch điện mà không cần sự tương tác trực tiếp. Thiết bị này thường được sử dụng để kiểm soát các tải lớn hoặc các mạch điện ở các khu vực khác nhau từ một điểm điều khiển trung tâm, đảm bảo an toàn và hiệu quả trong việc quản lý năng lượng điện trong nhiều ứng dụng khác nhau từ dân dụng đến công nghiệp.
2. Rơ le là một thiết bị chuyển mạch điện hoạt động dựa trên nguyên lý điện từ hoặc các nguyên lý khác. Nó được sử dụng để điều khiển một mạch điện có công suất lớn hơn bằng một mạch điện có công suất nhỏ hơn.

2. Cấu tạo của relay (rơ le)

1. Nó hoạt động theo nguyên lý của lực hút điện từ. Khi mạch của rơle cảm nhận được dòng điện lỗi, nó sẽ kích hoạt trường điện từ tạo ra từ trường tạm thời.
2. Từ trường này di chuyển phần ứng rơle để mở hoặc đóng các kết nối. Rơle công suất nhỏ chỉ có một tiếp điểm, còn rơle công suất lớn có hai tiếp điểm để mở công tắc.
3. Phần bên trong của rơle được thể hiện trong hình bên dưới. Nó có lõi sắt được quấn bằng cuộn dây điều khiển. Nguồn điện được cung cấp cho cuộn dây thông qua các tiếp điểm của tải và công tắc điều khiển. Dòng điện chạy qua cuộn dây tạo ra từ trường xung quanh nó.
4. Do từ trường này, cánh tay trên của nam châm hút cánh tay dưới. Do đó, đóng mạch, làm cho dòng điện chạy qua tải. Nếu tiếp điểm đã đóng, thì nó di chuyển ngược lại và do đó mở các tiếp điểm.

4. Các loại relay phổ biến

Phân loại theo nguyên lý hoạt động

1. Rơ le điện từ:
   Đây là loại rơ le truyền thống, hoạt động dựa trên nguyên lý điện từ. Khi có dòng điện chạy qua cuộn dây, nó tạo ra từ trường hút phần ứng, làm thay đổi trạng thái của các tiếp điểm.
   Loại này có ưu điểm là đơn giản, bền bỉ và chịu được dòng điện lớn. Tuy nhiên, tốc độ đóng cắt chậm và có thể gây ra tiếng ồn.
2. Rơ le bán dẫn (SSR):
   Loại rơ le này sử dụng các linh kiện bán dẫn như transistor, thyristor để đóng cắt mạch điện.
   SSR có ưu điểm là tốc độ đóng cắt nhanh, không gây tiếng ồn, tuổi thọ cao và khả năng chống rung động tốt. Tuy nhiên, giá thành cao hơn và khả năng chịu quá tải kém hơn rơ le điện từ.
3. Rơ le nhiệt:
   Loại này hoạt động dựa trên sự thay đổi nhiệt độ của một thanh lưỡng kim. Khi nhiệt độ vượt quá ngưỡng cài đặt, thanh lưỡng kim sẽ cong vênh, làm thay đổi trạng thái của các tiếp điểm.
   Rơ le nhiệt thường được sử dụng để bảo vệ quá tải cho động cơ và các thiết bị điện.
4. Relay thời gian:
   Loại này có khả năng đóng cắt mạch điện sau một khoảng thời gian trễ nhất định.
   Rơ le thời gian được sử dụng trong các hệ thống điều khiển tự động, ví dụ như hệ thống đèn giao thông, hệ thống báo động.

Phân loại theo ứng dụng

1. Rơ le trung gian: Được sử dụng để khuếch đại tín hiệu điều khiển hoặc cách ly các mạch điện.
2. Rơ le bảo vệ: Được sử dụng để bảo vệ các thiết bị điện khỏi các sự cố như quá tải, ngắn mạch, quá áp, thấp áp,...
3. Rơ le điều khiển: Được sử dụng trong các hệ thống điều khiển tự động để điều khiển hoạt động của các thiết bị.

1. Relay bán dẫn loại 1 pha (Single-phase SSR)
2. Relay bán dẫn loại 3 pha (Three-phase SSR)
3. Relay bán dẫn loại điều khiển nguồn (Zero-cross SSR)
4. Relay bán dẫn điều khiển ngõ ra DC (DC-output SSR)
5. Relay bán dẫn điều khiển nhiệt độ (Thermal SSR)
6. Relay bán dẫn loại hybrid (Hybrid SSR)

5. Ứng dụng của rơ le trong thực tế

1. Điều khiển động cơ và thiết bị công nghiệp.
2. Tự động hóa dây chuyền sản xuất.
3. Bảo vệ hệ thống điện khỏi quá tải và ngắn mạch.

1. Điều khiển đèn chiếu sáng và thiết bị gia dụng.
2. Tự động hóa hệ thống tưới tiêu và an ninh gia đình.
3. Ứng dụng trong các thiết bị điện tử như: Tủ điện, tủ điều khiển, hoặc các loại máy móc công nghiệp.

1. Điều khiển hệ thống đèn, còi và khởi động.
2. Tự động hóa hệ thống gạt mưa và điều hòa không khí.

1. Ứng dụng trong các khối máy thu phát.

1. Điều khiển và bảo vệ các thiết bị trong hệ thống.

Ứng dụng của relay trong thực tế

6. Một số lợi ích của việc sử dụng relay

1. Tăng cường độ tin cậy và an toàn cho hệ thống: Relay giúp bảo vệ các thiết bị điện khỏi các tình trạng quá tải, ngắn mạch và các sự cố điện khác. Việc này giúp tăng độ tin cậy và kéo dài tuổi thọ của hệ thống, đồng thời đảm bảo an toàn cho người dùng và môi trường làm việc.

2. Tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm năng lượng: Relay cho phép điều khiển chính xác các thiết bị điện, từ đó tối ưu hóa hiệu suất hoạt động và giảm thiểu sự lãng phí năng lượng. Thông qua việc điều khiển hiệu quả, relay góp phần giảm chi phí năng lượng và bảo vệ môi trường.

3. Tự động hóa các quy trình và giảm thiểu sự can thiệp của con người: Relay được ứng dụng trong tự động hóa các quy trình sản xuất, giúp cải thiện năng suất và giảm thiểu sự cần thiết của sự can thiệp trực tiếp từ con người. Điều này không chỉ tăng hiệu quả làm việc mà còn giảm thiểu nguy cơ lỗi do yếu tố nhân sự.

4. Cách ly các mạch điều khiển khỏi mạch tải hoặc mạch được cấp điện AC khỏi mạch được cấp điện DC: Relay cung cấp sự cách ly điện giữa các mạch điều khiển và mạch tải, từ đó bảo vệ các thiết bị điện tử nhạy cảm khỏi các sự cố điện và tăng độ ổn định cho hệ thống.

5. Chuyển mạch nhiều dòng điện hoặc điện áp sang các tải khác nhau sử dụng một tín hiệu điều khiển: Relay cho phép một tín hiệu điều khiển đơn giản điều khiển nhiều mạch khác nhau, cho phép linh hoạt và mở rộng trong thiết kế hệ thống. Điều này là rất hữu ích trong các ứng dụng phức tạp, nơi cần đến sự đa dạng trong điều khiển các thiết bị điện.

7. Top 5 thương hiệu cung cấp relay phổ biến trên thị trường

1. Là một trong những nhà sản xuất relay hàng đầu thế giới, Omron nổi tiếng với các sản phẩm chất lượng cao, độ tin cậy cao và đa dạng chủng loại.
2. Relay Omron được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ công nghiệp tự động hóa đến điện tử gia dụng.

Tham khảo các dòng Relay Omron tại: Thiết bị điện công nghiệp Amazen

1. Schneider Electric là một tập đoàn đa quốc gia chuyên về các giải pháp quản lý năng lượng và tự động hóa.
2. Relay Schneider Electric được đánh giá cao về độ bền, hiệu suất và khả năng tích hợp vào các hệ thống tự động hóa.

Mua relay Schneider chính hãng tại: https://amazen.com.vn/thuong-hieu/schneider/relay-trung-gian.html

1. IDEC là một nhà sản xuất thiết bị điều khiển và tự động hóa hàng đầu của Nhật Bản.
2. Relay IDEC nổi tiếng với thiết kế nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt và độ tin cậy cao.

Chi tiết về Rờ le Idec tại: https://amazen.com.vn/thuong-hieu/idec/relay.html

1. Là một trong những nhà sản xuất thiết bị điện hàng đầu của Trung Quốc, CHINT cung cấp nhiều loại relay với giá cả cạnh tranh.
2. Sản phẩm của CHINT được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp và dân dụng.

Nơi cung cấp các dòng Relay CHINT chính hãng: Thiết bị điện công nghiệp Amazen

1. Độ tin cậy cao.
2. Tuổi thọ dài.
3. Đa dạng về chủng loại và mẫu mã.
4. Dễ dàng lắp đặt và sử dụng.
5. Độ chính xác cao.

1. Relay bán dẫn: HSR-SL, HSR-2, HSR-3SL, HSR-3D/3A,...
2. Relay trung gian: HS series

Xem thêm thông tin relay Hanyoung tại: https://amazen.com.vn/thuong-hieu/hanyoung/relay-ban-dan.html

8. Một số lưu ý khi lựa chọn relay

1. Rơ le điện từ: Phổ biến, giá thành rẻ.
2. Rơ le bán dẫn: Tốc độ đóng cắt nhanh, tuổi thọ cao.
3. Rơ le nhiệt: Bảo vệ quá tải cho động cơ.

1. Điện áp cuộn dây (coil voltage): Phải phù hợp với nguồn điện điều khiển.
2. Dòng điện tiếp điểm (contact current): Phải lớn hơn dòng điện tải.

1. Thường mở (NO): Tiếp điểm mở khi rơ le không hoạt động.
2. Thường đóng (NC): Tiếp điểm đóng khi rơ le không hoạt động.
3. Số lượng tiếp điểm: Phải đáp ứng nhu cầu của mạch điện.

1. Thời gian đóng/mở: Quan trọng trong các ứng dụng yêu cầu tốc độ cao.

1. Số lần đóng/mở: Ảnh hưởng đến độ bền của rơ le.

1. Nhiệt độ, độ ẩm, độ rung: Cần chọn rơ le có khả năng chịu đựng môi trường khắc nghiệt.

1. UL, CE, v.v.: Đảm bảo rơ le đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn quốc tế.

1. Cân nhắc giữa chất lượng và giá thành.

1. Dòng điện định mức: Phải phù hợp với dòng điện định mức của động cơ.
2. Dải điều chỉnh: Cho phép điều chỉnh dòng điện tác động.
3. Đặc tính bảo vệ: Phải phù hợp với đặc tính của động cơ.

9. Kết luận