Rơ le là gì?
Rơ le (Relay) là một thiết bị điện – điện tử dùng để đóng ngắt, điều khiển mạch điện tự động thông qua tín hiệu điều khiển nhỏ, giúp vận hành an toàn và hiệu quả các thiết bị công suất lớn.
Hiểu một cách đơn giản, rơ le hoạt động như một công tắc tự động, khi có dòng điện hoặc tín hiệu kích thích, rơ le sẽ đóng hoặc ngắt mạch điện mà không cần tác động trực tiếp của con người.
Rơ le được ứng dụng rất phổ biến trong:
- Hệ thống điều khiển máy bơm nước công nghiệp.
- Các mạch bảo vệ quá tải, chống giật.
- Mạch điều khiển tự động trong tủ điện, dây chuyền sản xuất, ô tô, và thiết bị gia dụng.
Hình minh hoạ Rơ Le
Lịch sử ra đời của rơ le
Rơ le được phát minh vào năm 1835 bởi Joseph Henry, nhà tiên phong điện từ người Mỹ. Trong một thí nghiệm tại Đại học New Jersey, ông đã dùng nam châm điện nhỏ để điều khiển nam châm điện lớn hơn, mở ra ý tưởng truyền tín hiệu và điều khiển từ xa.
Từ nguyên lý này, Henry đã ứng dụng vào điện báo điện tử – tiền thân của điện thoại – sau đó được phát triển bởi William Cooke, Charles Wheatstone và Samuel Morse.
Đến cuối những năm 1940, rơ le được sử dụng rộng rãi trong máy tính điện tử, hệ thống điện thoại và các mạch điều khiển tự động, trước khi dần được thay thế bởi bóng bán dẫn.
Cấu tạo cơ bản của rơ le
Tùy theo loại rơ le (rơ le trung gian, rơ le nhiệt, rơ le điện từ…), cấu tạo có thể khác nhau, nhưng nhìn chung gồm 4 phần chính:
- Cuộn dây (coil): tạo ra từ trường khi có dòng điện chạy qua.
- Lõi sắt (nam châm điện): dùng để hút hoặc nhả tiếp điểm khi có tín hiệu.
- Hệ thống tiếp điểm: gồm tiếp điểm thường mở (NO) và thường đóng (NC) – là phần thực hiện việc đóng/ngắt mạch.
- Lò xo hồi vị: giúp đưa tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu khi ngắt điện.
Nhờ cấu tạo này, rơ le có thể hoạt động ổn định và phản ứng nhanh với tín hiệu điều khiển.
Hình cấu tạo của rơ le
Nguyên lý hoạt động của rơ le
Nguyên lý hoạt động của rơ le dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Khi có dòng điện chạy qua cuộn dây, nó tạo ra từ trường làm hút lõi sắt, khiến tiếp điểm thay đổi trạng thái — từ mở sang đóng hoặc ngược lại.
Cụ thể:
- Khi có điện cấp vào cuộn dây, nam châm điện sinh ra lực hút, kéo tiếp điểm NO (thường mở) đóng lại, cho dòng điện đi qua tải.
- Khi ngắt dòng điện, từ trường biến mất, lò xo hồi vị đẩy tiếp điểm trở về vị trí ban đầu, ngắt mạch điện.
Ví dụ:
Trong máy bơm nước tự động, khi cảm biến báo mực nước thấp, rơ le đóng mạch để khởi động motor bơm nước. Khi nước đầy, tín hiệu ngắt làm rơ le trở về trạng thái mở, tự động tắt máy bơm – giúp tiết kiệm điện và bảo vệ thiết bị.
Hình động nguyên lý hoạt động của rơ le
Các trạng thái của rơ le
Rơ le (relay) có hai trạng thái chính là ON (bật) và OFF (tắt). Trạng thái này phụ thuộc vào việc có hay không có dòng điện đi qua cuộn dây của rơ le.
Trên mỗi rơ le thường có 3 ký hiệu: NO, NC và COM, tương ứng với các chân kết nối sau:
- NC (Normally Closed): Là chân thường đóng. Khi rơ le ở trạng thái OFF, chân COM sẽ nối với NC, cho phép dòng điện đi qua.
- NO (Normally Open): Là chân thường mở. Khi rơ le ON, chân COM sẽ được nối với NO, cho phép dòng điện được dẫn tới tải.
- COM (Common): Là chân chung, nơi cấp nguồn điện vào rơ le. Chân này luôn nối với NC hoặc NO tùy thuộc vào trạng thái hoạt động của rơ le.
➡️ Hiểu rõ nguyên lý và trạng thái của các chân NO, NC, COM giúp người dùng đấu nối rơ le chính xác, đảm bảo thiết bị hoạt động ổn định, an toàn và hiệu quả.
Sơ đồ nguyên lý hoạt động của rơ le và các chân kết nối NO, NC, COM
Phân loại rơ le phổ biến hiện nay
- Rơ le điện từ: Dùng từ trường để đóng/ngắt mạch, phổ biến nhất trong hệ thống điện công nghiệp.
- Rơ le trung gian: Dùng để khuếch đại tín hiệu, truyền tín hiệu giữa các thiết bị điều khiển.
- Rơ le nhiệt: Bảo vệ động cơ khỏi quá tải bằng cách ngắt mạch khi nhiệt độ tăng cao.
- Rơ le thời gian: Hoạt động theo khoảng thời gian được cài đặt sẵn.
Ưu điểm khi sử dụng rơ le
- Tự động hóa quá trình vận hành, giảm thao tác thủ công.
- Cách ly tín hiệu an toàn, bảo vệ mạch điều khiển.
- Tiết kiệm điện năng, tăng tuổi thọ thiết bị.
- Dễ kết hợp với các cảm biến để tạo hệ thống điều khiển thông minh.
Ứng dụng thực tế của rơ le
Rơ le được dùng rộng rãi trong hầu hết các hệ thống điện và tự động hóa:
- Trong máy bơm nước: Tự động bật/tắt khi cảm biến báo mực nước.
- Trong tủ điện công nghiệp: Dùng để điều khiển khởi động motor, quạt, đèn báo.
- Trong ô tô: Dùng để điều khiển đèn pha, còi, điều hòa.
- Trong dân dụng: Ứng dụng trong tủ lạnh, máy giặt, bình nóng lạnh tự động.
Minh họa cấu tạo rơ le điện từ
Ứng dụng của Relay trong thực tế
Relay (rơ le) là thiết bị điện tử có khả năng điều khiển mạch điện cao áp bằng nguồn điện hạ áp, giúp đảm bảo an toàn, tiết kiệm và tự động hóa quá trình vận hành. Nhờ tính linh hoạt cao, relay được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp và dân dụng như sau:
- Điều khiển mạch điện cao áp bằng nguồn thấp áp: Rơ le cho phép bật/tắt các thiết bị sử dụng điện xoay chiều 220V chỉ với tín hiệu điều khiển từ nguồn điện một chiều 5V–24V, phổ biến trong các hệ thống điều khiển tự động.
- Điều khiển động cơ điện: Relay giúp khởi động hoặc dừng động cơ an toàn mà không gây tia lửa điện, đặc biệt hữu ích trong các ứng dụng yêu cầu đóng/ngắt từ xa.
- Tự động điều chỉnh điện áp và dòng điện: Trong các bộ ổn áp hoặc thiết bị bảo vệ điện, relay đóng vai trò phát hiện khi điện áp vượt hoặc giảm quá ngưỡng, sau đó tự động ngắt hoặc chuyển mạch để bảo vệ thiết bị.
- Chuyển mạch và lựa chọn nguồn điện: Được sử dụng trong mạch chuyển nguồn dự phòng (ATS) để tự động chuyển sang nguồn khác khi mất điện, đảm bảo hoạt động liên tục của hệ thống.
- Ứng dụng trong thiết bị điện tử dân dụng: Relay thường xuất hiện trong tivi, tủ lạnh, lò vi sóng, máy điều hòa… để điều khiển đóng/ngắt các bộ phận tiêu thụ điện áp cao từ mạch điều khiển điện áp thấp.
- Ứng dụng trong hệ thống điều khiển và tự động hóa: Relay được dùng trong bộ điều khiển tín hiệu giao thông, bộ điều khiển nhiệt độ, mạch logic điều khiển máy móc hoặc hệ thống PLC công nghiệp.
Một số lưu ý khi lựa chọn rơ le điện
Mặc dù rơ le là thiết bị phổ biến, dễ tìm và có giá thành hợp lý, nhưng để chọn được loại rơ le phù hợp và bền bỉ, người dùng cần lưu ý một số yếu tố quan trọng sau:
- Bảo vệ rơ le: Cần chú ý đến các cơ chế bảo vệ như bảo vệ tiếp điểm (giúp giảm tia lửa điện, tăng tuổi thọ) và bảo vệ cuộn dây (hạn chế điện áp tăng đột ngột khi chuyển mạch). Ngoài ra, nên dùng mạch bảo vệ cảm ứng nếu rơ le điều khiển tải có cuộn cảm.
- Thời gian chuyển mạch: Với những ứng dụng cần đóng ngắt nhanh như điều khiển tự động hoặc mạch logic, nên chọn rơ le có tốc độ chuyển mạch cao để đảm bảo phản hồi kịp thời.
- Dòng điện và điện áp định mức: Lựa chọn rơ le theo thông số tải. Thông thường, rơ le có dòng định mức từ vài ampe đến hơn 3000A, điện áp danh định từ 300VAC – 600VAC, và một số loại chuyên dụng lên tới 15.000V.
- Loại tiếp điểm: Xem xét tiếp điểm thường mở (NO) hoặc thường đóng (NC) tùy vào yêu cầu điều khiển của mạch.
- Chế độ bảo vệ mạch: Nên chọn rơ le có chức năng bảo vệ quá dòng, quá áp hoặc ngắn mạch, đặc biệt trong hệ thống công nghiệp.
- Khả năng cách ly: Đảm bảo cách ly điện an toàn giữa mạch cuộn dây điều khiển và mạch tải để tránh rò điện và đảm bảo ổn định khi vận hành.
Hiểu rõ rơ le là gì và nguyên lý hoạt động của rơ le giúp bạn lựa chọn, lắp đặt và sử dụng thiết bị điện đúng cách, đảm bảo an toàn và tối ưu hiệu suất.
Trong hệ thống máy bơm công nghiệp, rơ le không chỉ đóng vai trò điều khiển mà còn giúp bảo vệ motor khỏi các sự cố điện áp, quá tải hay chập cháy, góp phần duy trì hoạt động ổn định, bền bỉ cho toàn bộ hệ thống..
Tất cả các dòng bơm VIMEX đang bán chạy và sẵn hàng
Nếu cần tư vấn hỗ trợ chi tiết hơn các vấn đề về rơ le hay máy bơm và các thiết bị công nghiệp vui lòng liên hệ Vimex ngay nhé. Xin cảm ơn!
Bình luận