Tổng hợp và chi tiết các loại relay

TỔNG HỢP KIẾN THỨC CẦN BIẾT VỀ RELAY

Mục lục:

1. Rơ le là gì?

2. Cấu tạo Rơle

• Thiết bị đầu cuối của Relay
• Điều khiển đầu vào hoặc đầu ra cuộn dây:
• COM hoặc Thiết bị đầu cuối chung:
• KHÔNG có thiết bị đầu cuối:
• NC Terminal:

3. Poles & Throw:

4. Hoạt động relay:

5. Các loại relay::

• Dựa trên cực & tiếp điểm:

• Relay SPST
• SPDT Relay
• Relay DPST
• DPDT Relay

• Các dạng relay

• Relay “Dạng A”
• Relay “Dạng B”
• Relay “Dạng C”
• Relay “Dạng D””

• Dựa trên nguyên tắc hoạt động:

• EMR (Rơ le điện cơ)
• SSR (Rơ le trạng thái rắn)
• Relay hỗn hợp:
• Reed Relay
• Rơ le điện nhiệt (Rơ le nhiệt):

• Relay phân cực & không phân cực

6. Ứng dụng của Relay

1. Rơ le là gì?

• Công tắc là một thành phần có chức năng mở (tắt) và đóng (bật) mạch điện. trong khi, rơ le là một công tắc điện điều khiển (bật và tắt ) mạch điện áp cao sử dụng  nguồn điện áp thấp . Một rơle cách ly hoàn toàn mạch điện áp thấp với mạch điện áp cao.

2. Cấu tạo Rơle

Để biết cấu tạo cơ bản và các bộ phận bên trong của rơ le:

• Thiết bị đầu cuối của Relay
  • Nói chung, có bốn loại thiết bị đầu cuối trong một rơ le.
• Điều khiển đầu vào hoặc đầu ra cuộn dây:
  • Các tiếp điểm đầu vào điều khiển là hai tiếp điểm đầu vào của rơ le điều khiển cơ cấu chuyển mạch của nó.
  • Nguồn điện thấp được kết nối với các tiếp điểm này để kích hoạt và hủy kích hoạt rơle. Nguồn có thể là AC hoặc DC tùy thuộc vào loại rơ le.
• COM hoặc Thiết bị đầu cuối chung:
  • COM đề cập đến tiếp điểmi chung của rơle.
  • Đây là cực đầu ra của rơ le nơi kết nối một đầu của mạch tải.
  • Đầu cuối này được kết nối nội bộ với một trong hai đầu cuối còn lại tùy thuộc vào trạng thái của rơle.
• KHÔNG có thiết bị đầu cuối:
  • Đầu cuối KHÔNG hoặc Thường Mở cũng là một đầu tải của rơ le vẫn mở khi rơ le không hoạt động .
  • NO đóng với COM khi rơle kích hoạt.
• NC Terminal:
  • NC (hoặc tiếp điểm thường đóng) là đầu cuối tải khác của rơ le. Đầu cuối này thường được kết nối với đầu cuối COM của rơ le khi không có đầu vào điều khiển.
  • Khi kích hoạt rơle, đầu cuối NC ngắt kết nối khỏi đầu cuối COM & vẫn mở cho đến khi rơle ngừng hoạt động.

3. Pole và Throw:

• Các cực (pole) đề cập đến các công tắc bên trong một rơ le.
• Số lượng Công tắc bên trong rơ le được gọi là các tiếp điểm (poles) của rơ le.
• Số lượng mạch được điều khiển được gọi là cực (throw) của rơ lE

• Một rơle cực đơn chỉ có thể điều khiển một mạch tức là TẮT hoặc BẬT , trong khi rơle cực kép có thể điều khiển hai mạch, tức là xoay chiều từ mạch này sang mạch khác bằng cách mở một mạch và đóng mạch khác trong quá trình chuyển đổi (BẬT & TẮT).

4. Hoạt động Relay  :

• Giả sử một rơ le SPDT (cực đôi tiếp điểm đơn)

• Khi không có nguồn điện, rơ le không hoạt động và vị trí tiếp điểm của nó vẫn ở NC , trong trường hợp nêu trên xảy ra là tiếp điểm trên. Điều này dẫn đến một đường ngắn về điện giữa COM và NC . Do đó nó cho phép dòng điện chạy qua mạch được kết nối với COM & NC.
• Khi rơ le được cấp nguồn bằng cách sử dụng nguồn điện áp thấp, tiếp điểm của rơ le dịch chuyển sang NO . Do đó NC trở nên mở & COM trở nên đóng hoặc ngắn điện đến NO . Sau đó, cho phép dòng điện chạy qua mạch kết nối với COM & NO .

5. Các loại relay:

Có nhiều loại rơ le khác nhau và chúng được phân thành các loại khác nhau tùy theo đặc tính của chúng. Mỗi loại rơ le này được sử dụng cho một ứng dụng cụ thể & cần phải chọn loại rơ le thích hợp trước khi sử dụng trong bất kỳ mạch điện nào. 

Dựa trên Poles & Throw: Các loại rơ le sau đây được phân loại theo số tiếp điểm & số cực bên trong rơ le.

• Relay SPST
  • SPST đề cập đến rơ le cực đơn tiếp điểm đơn .
  • Cực đơn có nghĩa là nó chỉ có thể điều khiển một mạch, tiếp điểm đơn có nghĩa là tiếp điểm của nó chỉ có một vị trí mà nó có thể dẫn điện. Sơ đồ SPST được đưa ra dưới đây.

Rơle SPST có hai trạng thái tức là Mở hoặc Đóng mạch.

• SPDT Relay
  • SPDT đề cập đến rơ le cực đôi tiếp điểm đơn.
  • Tiếp điểm đơn có nghĩa là nó chỉ có thể điều khiển một mạch tại một thời điểm. Cực đôi có nghĩa là tiếp điểm của nó có hai vị trí mà nó có thể tiến hành.

Rơ le SPDT có hai trạng thái & ở mỗi trạng thái, một mạch của nó vẫn đóng trong khi mạch kia vẫn mở & ngược lại.

• Relay DPST
  • DPST đề cập đến cực đơn tiếp điểm đôi.
  • Tiếp điểm đôi có nghĩa là nó có thể điều khiển hai mạch riêng lẻ hoàn toàn cách ly. Cực đơn có nghĩa là mỗi tiếp điểm có một vị trí mà nó có thể tiến hành.

Rơ le DPST có thể chuyển đổi hai mạch đồng thời tức là cung cấp một mạch đóng hoặc mở.

• DPDT Relay
  • DPDT đề cập đến cực đôi tiếp điểm đôi.

Tiếp điểm kép có nghĩa là nó có thể điều khiển hai mạch, trong khi cực kép có nghĩa là mỗi tiếp điểm có thể dẫn ở hai vị trí riêng biệt.

• • Rơ le DPDT có thể được hiểu là hai rơ le SPDT nhưng việc chuyển mạch của chúng là đồng thời.
  • Một rơ le có thể có tới 12 cực.

Các Form của Relay: Các loại rơ le cũng được phân loại dựa trên cấu hình của nó được gọi là “ Dạng ”.

• Relay  “Dạng A”
  • “ Dạng A ” là một rơ le SPST với trạng thái mặc định thường mở ( NO ).

Nó không có thiết bị đầu cuối kết nối mạch khi rơle được kích hoạt & ngắt mạch khi rơle ngừng hoạt động.

• Relay “Dạng B”
  • Rơ le dạng B là rơ le SPST với trạng thái mặc định thường đóng ( NC ).

Đầu cuối NC kết nối mạch khi rơ le không hoạt động & nó ngắt mạch khi rơ le kích hoạt.

• Chuyển tiếp “Dạng C”
  • Rơ le Dạng C là rơ le SPDT với các đầu cuối tiếp điểm đôi được gọi là NC & NO .
  • Nó điều khiển hai mạch tức là một mạch vẫn mở trong khi mạch kia vẫn đóng. Nó còn được gọi là rơle “ ngắt trước khi thực hiện ” vì nó ngắt mở một mạch trước khi đóng mạch kia.

• Chuyển tiếp “Dạng D”
  • Rơ le Dạng D cũng là một rơ le SPDT và có nguyên lý tương tự như rơ le Dạng C nhưng nó là rơ le tiếp điểm “ thực hiện trước khi ngắt ”.

Nó đóng mạch tiếp theo trước khi ngắt (mở) mạch đầu tiên. Nó được sử dụng để không làm gián đoạn tính liên tục của mạch.

Dựa trên nguyên tắc hoạt động: Các loại rơ le sau đây được phân loại dựa trên các nguyên lý hoạt động khác nhau của chúng.

• EMR (Rơ le điện cơ)
  • Loại rơ le này có một cuộn dây điện từ và một tiếp điểm chuyển động cơ học .
  • Khi cuộn dây được cung cấp năng lượng, nó tạo ra từ trường. Từ trường này hút phần ứng (tiếp điểm chuyển động). Khi cuộn dây được khử năng lượng, cuộn dây từ trường lỏng lẻo và lò xo rút phần ứng về vị trí bình thường của nó.

• Rơ le EMR được thiết kế cho nguồn AC hoặc DC tùy thuộc vào ứng dụng mà nó được sử dụng. Cấu trúc của rơle AC & DC EMR khác nhau bởi có một chút khác biệt trong cấu tạo cuộn dây của nó . Cuộn dây DC có một đi- ốt tự do để bảo vệ chống lại EMF và khử năng lượng cho cuộn dây.
  • Pole của nguồn trong rơle EMR không quan trọng, nó cung cấp năng lượng cho cuộn dây theo cả hai cách nhưng nếu có một diode EMF phía sau được lắp đặt thì Pole tính cần được xem xét .
  • Nhược điểm chính của rơle EMR là các tiếp điểm của nó tạo ra hồ quang trong quá trình đứt dẫn đến tăng điện trở của nó theo thời gian và giảm tuổi thọ của rơle.

• SSR (Rơ le trạng thái rắn)
  • Rơ le SSR được tạo thành từ các chất bán dẫn thay vì các bộ phận cơ khí và nó hoạt động trên việc cách ly mạch điện áp thấp với mạch điện áp cao bằng cách sử dụng một optocoupler.

• Khi đầu vào điều khiển được áp dụng cho một rơ le trạng thái rắn, một đèn LED sáng lên tạo ra ánh sáng hồng ngoại. Ánh sáng này được nhận bởi một linh kiện bán dẫn cảm quang, nó sẽ chuyển tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện và chuyển mạch.
  • SSR hoạt động ở tốc độ tương đối cao và tiêu thụ điện năng rất thấp so với rơle EMR. Nó có tuổi thọ cao hơn vì không có tiếp xúc vật lý để đốt cháy.
  • Nhược điểm chính của rơle SSR là điện áp danh định của nó giảm trên chất bán dẫn gây lãng phí điện năng dưới dạng nhiệt .

• Relay hỗn hợp:
  • Rơle lai được chế tạo bằng cách sử dụng cả rơle SSR & EMR .
  • Như chúng ta biết rằng SSR lãng phí năng lượng dưới dạng nhiệt và EMR có vấn đề về hồ quang tiếp xúc . Rơ le lai sử dụng cả SSR & EMR để khắc phục nhược điểm của chúng.

Trong Hybrid relay, SSR & EMR được sử dụng song song . Một mạch điều khiển rơle  được sử dụng để chuyển đổi SSR trước. SSR nhận dòng tải. Vì vậy, nó loại bỏ các vấn đề vòm. Sau đó, mạch điều khiển cấp điện cho cuộn EMR & tiếp điểm của nó đóng lại nhưng không có hiện tượng cong vì SSR đang lấy tải song song. Sau một thời gian, khi tiếp điểm EMR lắng xuống, đầu vào điều khiển của SSR sẽ bị loại bỏ. EMR dẫn toàn bộ dòng tải mà không có bất kỳ tổn thất nào. Vì không có SSR Throw dòng hiện tại & EMR chịu toàn bộ tải, nên không có tổn thất điện năng dưới dạng nhiệt. Do đó, nó cũng loại bỏ vấn đề nhiệt.

• Reed Relay
  • Rơ le sậy được tạo thành từ một công tắc sậy và một cuộn dây điện từ với một diode cho EMF trở lại.
  • Công tắc sậy được tạo thành từ hai lưỡi kim loại được làm bằng vật liệu sắt từ được hàn kín trong một ống thủy tinh, cũng có tác dụng hỗ trợ các lưỡi kim loại. Kính chứa đầy khí trơ.

Khi cuộn dây được cấp điện, các cánh kim loại sắt từ hút nhau và tạo thành một đường dẫn kín. Vì không có phần ứng chuyển động nên không có vấn đề hao mòn tiếp điểm. Ống thủy tinh cũng được đổ đầy khí trơ giúp kéo dài tuổi thọ.

• Rơ le điện nhiệt (Rơ le nhiệt):

Rơ le điện nhiệt được tạo thành từ dải lưỡng kim (được tạo thành từ hai kim loại có hệ số giãn nở nhiệt khác nhau

Khi dòng điện chạy qua vật dẫn, nó sinh ra nhiệt. Do đó nhiệt độ của dải lưỡng kim tăng lên và nở ra. Kim loại có hệ số nở vì nhiệt cao thì nở ra nhiều hơn kim loại còn lại. Do đó dải uốn cong và đóng các điểm tiếp xúc thường kích hoạt mạch chuyến đi.

Rơ le nhiệt thường được sử dụng để bảo vệ động cơ điện.

Relay phân cực & không phân cực

• Rơ le phân cực sử dụng một nam châm vĩnh cửu với một nam châm điện. Nam châm vĩnh cửu cung cấp một vị trí cố định cho phần ứng. Cuộn dây điện từ thay đổi vị trí của phần ứng một khoảng cố định. Vị trí phần ứng phụ thuộc vào Pole của đầu vào điều khiển.
• Rơ le không phân cực không sử dụng nam châm vĩnh cửu & cuộn dây của chúng có thể được cung cấp năng lượng theo cả hai cách mà không ảnh hưởng đến hoạt động của nó. Một số rơ le có điốt EMF trở lại không có cực tính vì điốt sẽ bỏ qua cuộn dây nếu kết nối được đảo ngược.

6. Ứng dụng của Relay

• Rơle được sử dụng để cách ly mạch điện áp thấp với mạch điện áp cao.
• Chúng được sử dụng để điều khiển nhiều mạch.
• Chúng cũng được sử dụng làm thay đổi tự động .
• Bộ vi xử lý sử dụng rơ le để điều khiển tải điện nặng.
• Rơ le quá tải được sử dụng để bảo vệ động cơ khỏi quá tải và sự cố điện.
• Đây là một số loại rơ le khác được sử dụng trong các mạch điện & điện tử khác nhau. Bài viết này cung cấp những kiến thức cần thiết về “rơ le và các loại rơ le” để hiểu nguyên lý và sự khác biệt cơ bản của chúng.