Rơle là gì? Chức năng và Có mấy loại rơle trong thực tế?

Có thể tất cả chúng ta không nhận ra điều đó, nhưng hoạt động giải trí của rơ le giống như là mô phỏng lại hành vi của tất cả chúng ta trong đời sống vậy ! Ví dụ, nếu bạn đang sử dụng một cái búa đóng đinh vào khúc gỗ, không may một mẫu gỗ nhỏ bé bay về phía mắt của bạn, một trong những lông mi của bạn sẽ gửi tín hiệu đến não khiến cho mí mắt của tất cả chúng ta bịt chặt trong nháy mắt đủ nhanh để bảo vệ thị lực .Điều đang xảy ra ở đây là một kích thích nhỏ đang kích thích một phản ứng lớn hơn và có ích hơn nhiều .
Chúng ta hoàn toàn có thể tìm thấy hành vi này trong việc làm của các loại máy móc và thiết bị điện, trong đó các cảm ứng đã chuẩn bị sẵn sàng để bật hoặc tắt mọi thứ trong nháy mắt bằng cách sử dụng các công tắc nguồn từ mưu trí gọi là rơle. Vậy rơle là gì ? Chúng ta cùng khám phá nào !

Role là gì?

Rơle là một công tắc điện từ được vận hành bởi một dòng điện tương đối nhỏ có thể bật hoặc tắt một dòng điện lớn hơn nhiều. Trái tim của rơle là một nam châm điện (một cuộn dây trở thành một nam châm tạm thời khi dòng điện chạy qua nó).

Bạn hoàn toàn có thể nghĩ về rơle như một loại đòn kích bẩy điện : bật nó bằng một dòng điện nhỏ và nó bật ( “ đòn kích bẩy ” ) một thiết bị khác sử dụng dòng điện lớn hơn nhiều .

Tại sao rơle có ích ?

Trong kỹ thuật công nghiệp, nhiều cảm ứng là những thiết bị điện tử cực kỳ nhạy cảm và chỉ tạo ra dòng điện nhỏ. Nhưng thường thì tất cả chúng ta cần chúng để điều khiển và tinh chỉnh các thiết bị lớn hơn sử dụng dòng điện lớn hơn. Relay thu hẹp khoảng cách, tạo điều kiện kèm theo cho dòng điện nhỏ kích hoạt dòng điện lớn hơn. Điều đó có nghĩa là rơle hoàn toàn có thể hoạt động giải trí như công tắc nguồn ( bật và tắt ) hoặc là bộ khuếch đại ( quy đổi dòng điện nhỏ thành dòng lớn hơn ) .

Ai đã ý tưởng ra role ?

Rơle được ý tưởng vào năm 1835 bởi nhà tiên phong điện từ Mỹ Joseph Henry ; trong một cuộc biểu tình tại Đại học New Jersey, Henry đã sử dụng một nam châm từ điện nhỏ để bật và tắt một cái lớn hơn và suy đoán rằng rơle hoàn toàn có thể được sử dụng để điều khiển và tinh chỉnh các máy điện trong khoảng cách rất dài .

Henry đã vận dụng ý tưởng sáng tạo này cho một ý tưởng khác mà ông đang triển khai vào thời gian đó, điện báo điện tử ( tiền thân của điện thoại thông minh ), được tăng trưởng thành công xuất sắc bởi William Cooke và Charles Wheatstone ở Anh và ( nổi tiếng hơn nhiều ) bởi Samuel FB Morse ở Hoa Kỳ .
Relay sau đó được sử dụng trong chuyển mạch điện thoại cảm ứng và máy tính điện tử đời đầu và vẫn cực kỳ thông dụng cho đến khi bóng bán dẫn Open vào cuối những năm 1940 .

Cấu tạo của rơle như thế nào ?

Trong một rơle thường có cấu trúc gồm 4 phần chính, đó là :

• Nam châm điện
• Phần ứng
• Tiếp điểm
• Lá nhíp, lò xo

Hình ảnh bên dưới cho thấy phong cách thiết kế trong thực tiễn của một rơle cơ bản .

Nó là một rơle điện từ với một cuộn dây, được quấn quanh lõi sắt. Phần ứng được liên kết với ách và link cơ học với các tiếp điểm. Những phần này được giữ bảo đảm an toàn bằng một lá nhíp lò xo. Lò xo được sử dụng để tạo ra khe hở không khí trong mạch khi rơle bị mất điện .

Nguyên lý hoạt động giải trí của rơle

Hình ảnh bên dưới minh họa cho cách rơle hoạt động giải trí

Khi dòng điện chạy qua mạch thứ nhất ( 1 ), nó kích hoạt nam châm từ điện ( màu nâu ), tạo ra từ trường ( màu xanh ) lôi cuốn một tiếp điểm ( màu đỏ ) và kích hoạt mạch thứ hai ( 2 ). Khi tắt nguồn, một lò xo kéo tiếp điểm trở lại vị trí khởi đầu, tắt mạch thứ hai một lần nữa .
Đây là một ví dụ về rơle “ thường mở ” ( NO ) : các tiếp điểm trong mạch thứ hai không được liên kết theo mặc định và chỉ bật khi dòng điện chạy qua nam châm từ. Có một loại rơle khác là “ thường đóng ” ( NC ; các tiếp điểm được liên kết để dòng điện chạy qua chúng theo mặc định ) và chỉ tắt khi nam châm hút được kích hoạt, kéo hoặc đẩy các tiếp điểm ra xa nhau. Thông thường rơle thường mở là phổ cập nhất .

Ví dụ về nguyên tắc hoạt động giải trí của rơle điện từ

Một cách nhìn khác về hoạt động của rơle như hình trên:
Mạch đầu vào (vòng màu xanh) bị tắt và không có dòng điện chạy qua cho đến khi có tác động (có thể là cảm biến hoặc công tắc) bật nó. Mạch đầu ra (vòng lặp màu đỏ) cũng bị tắt.

Khi một dòng điện nhỏ chạy trong mạch nguồn vào, nó sẽ kích hoạt nam châm hút điện ( được hiển thị ở đây dưới dạng một cuộn dây màu xanh đậm ), tạo ra một từ trường xung quanh nó .
Năng lượng từ nam châm từ điện kéo thanh sắt kẽm kim loại trong mạch đầu ra về phía nó, đóng công tắc nguồn và được cho phép dòng điện lớn hơn nhiều chạy qua mạch đầu ra .
Mạch đầu ra quản lý và vận hành một thiết bị có dòng điện cao như đèn hoặc động cơ điện .

Tại sao role được sử dụng ?

Hoạt động chính của rơle là ở những nơi chỉ có thể sử dụng tín hiệu công suất thấp để điều khiển mạch. Nó cũng được sử dụng ở những nơi chỉ có một tín hiệu có thể được sử dụng để điều khiển rất nhiều mạch.

Việc vận dụng rơle khởi đầu trong quy trình ý tưởng ra điện thoại thông minh. Nó đã đóng một vai trò quan trọng trong việc quy đổi các cuộc gọi trong các cuộc trao đổi điện thoại cảm ứng. Chúng cũng được sử dụng trong điện báo đường dài. Chúng được sử dụng để chuyển tín hiệu từ nguồn này sang nguồn khác .
Sau khi ý tưởng ra máy tính, chúng cũng được sử dụng để triển khai các Boolean và các hoạt động giải trí logic khác .
Để tinh chỉnh và điều khiển được các động cơ điện, … Đòi hỏi rơle phải có hiệu suất cao. Rơle như vậy được gọi là Contactor .

Một vài ví dụ sử dụng Rơle trung gian trong thực tiễn

Ví dụ bạn muốn thiết kế xây dựng một mạng lưới hệ thống làm mát hoạt động giải trí bằng điện tử để bật hoặc tắt quạt khi nhiệt độ phòng của bạn đổi khác. Bạn hoàn toàn có thể sử dụng 1 số ít loại cảm ứng nhiệt độ để cảm nhận nhiệt độ, nhưng nó sẽ chỉ tạo ra dòng điện nhỏ. Dòng điện này quá nhỏ để phân phối nguồn năng lượng cho động cơ điện trong một chiếc quạt lớn. Thay vào đó, bạn hoàn toàn có thể liên kết mạch nhiệt kế với mạch nguồn vào của rơle. Khi một dòng điện nhỏ chạy trong mạch này, rơle sẽ kích hoạt mạch đầu ra của nó, được cho phép dòng điện lớn hơn nhiều để bật và bật quạt .

Một ví dụ khác sử dụng rơle thường đóng
Trong các thiết bị của xí nghiệp sản xuất điện và đường dây truyền tải điện, bạn sẽ tìm thấy các rơle bảo vệ ngắt khi xảy ra sự cố để tránh thiệt hại từ những thứ như quá dòng … Relay điện từ đã từng được sử dụng thoáng rộng cho mục tiêu này. Ngày nay, các rơle điện tử dựa trên các mạch tích hợp triển khai cùng một việc làm thay thế sửa chữa ; nó đo điện áp hoặc dòng điện trong mạch và tự động hóa hành vi ngắt nếu vượt quá giới hạn định sẵn .

Phân loại rơle điện từ có trên thị trường

Từ khi được ý tưởng, thì rơle cho thấy tầm quan trọng của chúng và rất nhiều biến thể rơle sinh ra. Chẳng hạn như những loại mà tất cả chúng ta sắp tìm hiểu và khám phá dưới đây :

• Rơle điện áp cao: Chúng được thiết kế đặc biệt để chuyển đổi điện áp và dòng điện cao vượt quá khả năng của rơle thông thường (thường lên đến 10.000 volt và 30 ampe).
• Relay điện tử và bán dẫn (còn gọi là rơle trạng thái rắn hoặc SSR): Những dòng chuyển đổi này hoàn toàn bằng điện tử, không có bộ phận chuyển động, vì vậy chúng nhanh hơn, êm hơn, nhỏ hơn, đáng tin cậy hơn và bền bỉ hơn so với relay điện từ. Nhược điểm là chúng thường đắt hơn, kém hiệu quả hơn và không phải lúc nào cũng hoạt động hoàn hảo và có thể dự đoán được (do các vấn đề như dòng điện rò rỉ).

Một số loại rơle khác như rơle thời hạn

• Rơle thời gian: Đầu ra có thể kích hoạt trong một khoảng thời gian giới hạn (thường là từ vài giây đến khoảng 100 giờ hoặc bốn ngày).
• Rơle nhiệt: Những công tắc này bật và tắt để ngăn chặn những thứ như động cơ điện quá nóng,…

• Rơle định hướng và quá dòng: Được cấu hình theo nhiều cách khác nhau, những dòng rơle này ngăn dòng điện quá mức chảy sai hướng xung quanh một mạch (thường là trong thiết bị phát điện, phân phối hoặc cung cấp).
• Relay bảo vệ vi sai: Những rơle này dùng khi có sự mất cân bằng dòng điện hoặc điện áp ở hai phần khác nhau của mạch điện.
• Rơle bảo vệ tần số (đôi khi được gọi là rơle tần số thấp và tần số quá mức): Các thiết bị trạng thái rắn này kích hoạt khi tần số của dòng điện xoay chiều quá cao, quá thấp hoặc cả hai.

Ứng dụng của các loại rơle trung gian

Về các hoạt động giải trí cũng như tính năng của rơle, tất cả chúng ta đã tìm hiểu và khám phá ở trên. Tương tự như vậy thì rơle cũng được sử dụng trong các ứng dụng thông dụng như sau :
Relay được sử dụng như một mạch chuyển tiếp để thực thi các tính năng logic. Chúng đóng một vai trò quan trọng trong việc hoạt động giải trí logic .

Rơle được sử dụng để phân phối các tính năng trì hoãn thời hạn. Chúng được sử dụng để tính thời hạn trì hoãn mở và trì hoãn đóng tiếp điểm .
Rơle được sử dụng để điều khiển và tinh chỉnh các mạch điện áp cao với sự trợ giúp của tín hiệu điện áp thấp. Tương tự, chúng được sử dụng để điều khiển và tinh chỉnh các mạch dòng cao với sự trợ giúp của các tín hiệu dòng thấp .
Chúng cũng được sử dụng như relay bảo vệ. Với tính năng này, toàn bộ các lỗi trong quy trình truyền và nhận hoàn toàn có thể được phát hiện và cách ly .

Một số chú ý quan tâm khi lựa chọn rơle nhiệt

Tuy rơle rất phổ cập và rất dễ mua, giá thành cũng rất phải chăng. Nhưng để chọn đúng loại rơle mà mình cần sử dụng, thì các bạn cần quan tâm giúp mình những yếu tố sau nhé !

• Bảo vệ – Các biện pháp bảo vệ khác nhau như bảo vệ tiếp xúc và bảo vệ cuộn dây phải được lưu ý. Bảo vệ tiếp xúc giúp giảm xung điện trong các mạch sử dụng cuộn cảm. Bảo vệ cuộn dây giúp giảm điện áp tăng được tạo ra trong quá trình chuyển đổi.
• Thời gian đóng ngắt – Yêu cầu chuyển tiếp đóng ngắt tốc độ cao nếu bạn muốn.
• Dòng định mức, áp định mức. Dòng định mức thay đổi từ một vài ampe đến khoảng 3000 ampe. Trong trường hợp điện áp định mức, chúng thay đổi từ 300 VAC đến 600 VAC. Ngoài ra còn có relay điện áp cao khoảng 15.000 V.
• Loại tiếp điểm được sử dụng –Tiếp điểm NC hay NO.
• Chọn chế độ bảo vệ mạch
• Cách ly giữa mạch cuộn và tiếp điểm

Đến đây bài viết cũng đã khá dài, những thông tin cơ bản nhất về rơle mình đã san sẻ một cách dễ hiểu nhất .
Rất mong nhận được những góp phần của các bạn giúp cho bài viết ngày càng hoàn hảo hơn, hay hơn .

Các bạn thấy hay và hữu ích, vui lòng chia sẻ rộng rãi đến với các bạn của mình để kiến thức về rơle này ngày một phổ rộng hơn nhé!

Đừng quên nhấn like và share nhé các bạn ! Cảm ơn bạn đọc .