Relay là gì

Relay là gì? | Tìm hiểu Ứng dụng – Nguyên lý – Cấu tạo – Các loại Relay

Relay là một trong nhiều thiết bị được sử dụng nhiều khi thi công và lắp đặt tủ điện. Không chỉ vậy, chúng còn được dùng trong việc điều khiển các động cơ có công suất tiêu thụ lớn. Vậy, relay là loại thiết bị như thế nào mà được sử dụng nhiều đến như vậy. Trong bài viết dưới đây, cùng mình tìm hiểu về những kiến thức cơ bản về relay là gì? Đồng thời, các loại relay thường thấy và hay dùng trong công nghiệp là những loại nào.

Relay là gì?    

Rơ le, công tắc thường đóng, công tắc thường mở… là những tên gọi dùng để nói về thiết bị Relay. Relay là một dạng thiết bị điều khiển các dòng điện áp cao thông qua các dòng điện áp thấp.

Các dòng điện áp thấp này thường là dạng tín hiệu 5V, 12V…24V với các dòng điện 1A…5A. Những dạng tín hiệu như vậy, các bạn có thể thấy ở các loại cảm biến có ngõ tín hiệu PNP, NPN hoặc là Namur. Cảm biến báo mức nước điện dung, cảm biến cánh xoay, cảm biến rò rỉ dầu…là một số tên của loại cảm biến có ngõ ra tương tự như vậy.

Relay sẽ dùng tín hiệu 24V để kích On/OFF
Relay sẽ dùng tín hiệu 24V để kích On/OFF

Tuy nhiên, đối với các dòng điện áp có công suất lớn. Trường hợp cho nó, thường là dùng để truyền tải điện năng đến cho các động cơ chịu tải lớn. Giá trị của nó thường có thể 220V-5A, 220V-10A, 380V-50A…Tóm lại thường giá trị công suất của những loại này sẽ rất là cao.

Chính vì vậy, để có thể điều khiển cho những loại động cơ có thể đóng/mở tự động. Thì chúng ta, chính xác hơn là các kỹ sư thiết kế sẽ sử dụng thêm một con Relay. Như thế để có thể điều khiển On/Off cho các loại thiết bị hay động cơ điện bất kỳ.

Ứng dụng thường dùng của Relay là gì?

Ứng dụng dùng để đóng mở dòng 220v
Ứng dụng dùng để đóng mở dòng 220v

Đối với một thiết bị dạng Relay bất kỳ, chúng đều dùng cho hai mục đích sau đây:

  • Dùng để điều khiển các thiết bị động cơ: Thông thường, để điều khiển được các thiết bị động cơ có dòng công suất cao. Đối với động cơ cần điều khiển tuyến tính, thường hay dùng biến tần. Nhưng, điều khiển On-Off thường sẽ dùng PLC hoặc cảm biến tín hiệu Digital rồi truyền đến Relay để điều khiển. Hầu hết, các loại cảm biến hay PLC đều có thể chịu đựng được dòng nhỏ (24V, 2 hoặc 3A…). Vì vậy để điều khiển được các động cơ công suất lớn là điều không thể.
  • Dùng để bảo vệ hệ thống mạng lưới điện.
  • Dùng làm tín hiệu ngõ vào dạng Digital như cảm biến báo mức, tín hiệu dạng xung…

Ký hiệu Relay trong bản vẽ là gì?               

Trước khi một tủ điện hay bất kỳ bản vẽ mạch điện nào được thiết kế. Thì các bạn đều bắt buộc phải có một bản vẽ thiết kế đường đi dây cùng với danh sách các linh kiện có trong nó.

Vì vậy, việc nhận biết được ký hiệu trên của từng loại thiết bị trên bản vẽ là một điều rất quan trọng. Không riêng gì các loại Relay trên thị trường ngày nay.

Ký hiệu relay trên bản kỹ thuật
Ký hiệu relay trên bản kỹ thuật

Trong lĩnh vực khí nén thủy lực. Relay sẽ được ký hiệu giống như một số hình ảnh bên tái. Còn đối với lĩnh vực thiết kế mạch điện, tủ điện… Relay sẽ có một ký hiệu hoàn toàn khác so với lĩnh vực khí nén thủy lực.

Cấu tạo cơ bản của Relay là gì?

Đối với relay sẽ gồm có 2 phần. Phần đầu tiên là phần điện, dùng để kích hoạt chế độ NC hoặc NO. Phần thứ hai là đế chân, dùng để đối nối dây điện.

Về phần điện, sẽ được chia thành 2 phần. 1 phân sẽ dùng để chứa cuộn coil, phần còn lại dùng để điều khiển công tắc. Phần coil chủ yếu được làm bằng đồng và nó được cuốn xung quanh đoạn thép hình trụ.

Cấu tạo của relay
Cấu tạo của relay

Tiếp đến là một bộ phận dùng cơ chế như đòn bẩy. Thông thường, bộ phận này Armature này sẽ được tạo bằng thép. Bên trên phần đầu Armature dùng để tiếp xúc với cuộn coil này sẽ có thêm một nam châm vĩnh cữu nhỏ.

Còn về phần kết nối để chuyển đổi trạng thái NO hoặc NC. Đa số sẽ được chế tạo bằng kim loại đồng, dùng để đổi trạng thái

Nguyên lý hoạt động của Relay là gì?

Có phải rằng, xét về cấu tạo của Relay sẽ gồm hai phần.

  • Phần cuộn coil.
  • Phần Contacts.

Đối với phần cuộn coil, để cuộn coil này hoạt động và sản sinh ra từ điện trường. Đây chính là nguyên do sẽ khiến cho phần Contact chuyển đổi trạng thái NO hoặc NC.

Nguyên lý hoạt động của Relay
Nguyên lý hoạt động của Relay

Cuộn coil này, khi hoạt động chúng sẽ sử dụng nguồn điện 24V và dòng điện áp nhỏ 0,2A hay 0,5A. Thì lúc này xung quanh cuộn dây bằng đồng cuốn quanh lỗi thép (Ách từ – Yoke) sẽ xuất hiện dòng điện biến thiên. Dẫn đến, khí cho ách từ này sản sinh ra từ tính xung quanh nó. Bên cạnh việc sử dụng nguồn 24V, một số loại buộc phải dùng nguồn 220V thay vì 24V.

Từ tính này sẽ tác động vào thanh que Armature như một đòn bẩy. Thanh Armature này có phần đầu được gắn một miếng nhỏ nam châm dùng để khi có từ tính nó sẽ bị hút vào hoặc đẩy ra bởi cuộn coil.

Sau khi thanh armature này bị cuộn coil hút nào. Thì đồng thời, thanh Armature này sẽ tác động lên đến bộ phận Contact của Relay. Làm cho relay chuyển đổi trạng thái từ NO thành NC.

Để có thể chịu tải được các dòng điện 220V – 5A, 120V – 10A, 125V – 0,6A …Phần contact này sẽ được thiết kế bằng đồng hay kim loại nào có sự dẫn điện và chịu tải tương đối cao.

Hướng dẫn nối dây cho Relay

Hầu hết, các loại Relay đều có thêm thông tin hướng dẫn nối dây cho loại đó. Và cách nối dây cho Relay cũng tương đối là dễ dàng. Bạn chỉ cần hiểu rằng, Relay sẽ luôn có một chân phải nhận tín hiệu đầu vào để kích hoạt thay đổi trạng thái. Ngõ ra của nó sẽ thường nối về nguồn âm của bộ nguồn hay chuyển thành tín hiệu Digital.

Cách nối dây cho relay
Cách nối dây cho relay

Để dễ hình dung việc đấu nối Relay này, mình sẽ hướng dẫn nối dây cho loại Relay công nghiệp 8 chân. Relay 8 chân, có nghĩa là nó sẽ có 4 cặp chân trang thái NO hoặc NC. Các cặp chân này sẽ được nối thẳng trực tiếp các dòng điện 220V-5A, 120V-10A…

Còn lại, sẽ có 2 chân dùng để cấp nguồn cho cuộn Coil. Đối với Relay 8 chân, thường sẽ là chân 13 và chân 14. Với chân 13 dùng để nhận tín hiệu ngõ vào, và chân 14 dùng để nối Mass (hoặc ngược lại).

Còn một vấn đề cần chú ý, đó là phản biệt các cặp chân NO và NC. Như Relay 8 chân, các cặp chân có trạng thái NO là: 5-9, 6-10, 7-11, 8-12. Còn các cặp chân có trạng thái là NC là: 1-9, 2-10, 3-11, 4-12.

Phân biệt được các dạng Rơ le hiện nay

Relay được biến thế ra các nhiều loại bởi sự ứng dụng tuyệt vời của nó mà giá thành thì lại rẻ. Do đó, để có thể nhận biết được nhiều dạng relay khác nhau cũng với những đặc điểm đặc biệt của nó. Dưới đây là 9 loại biến thể của Relay mà bạn cần biết. 

Relay chốt – Relay luân phiên

Đối với dạng Relay này sẽ có hai loại:

  • Relay chốt (Relay Latching): thường sẽ có hai cuộn coil trong relay .
  • Relay không chốt (Relay non-latching): thường sẽ có một cuộn coil. Loại relay này sẽ hoạt động khi có tín hiệu tiếp điểm vào. Hễ khi tín hiệu tiếp điểm bị ngắt thì relay sẽ reset lại thành trạng thái ban đầu. Loại này đa số nó hoạt động giống như công tắc tạm thời hay nút bấm…
Relay luân phiên
Relay luân phiên

Rơ le chốt hay Relay luân phiên là loại Relay dùng đổi thay đổi qua lại hai trạng thái NO hoặc NC. Hay được gọi là relay tiếp điểm kép. Tức là, khi chân relay này nhận 1 hiệu đầu vào. Lúc có tín hiệu đầu vào cho chân Relay này thì trạng thái 1 ON, trạng thái 2 OFF.

Khi tín hiệu đầu vào của Relay này tắt và bật lại, thì trạng thái relay sẽ thay đổi. Trạng thái 1 Off, còn trạng thái 2 ON. Và cứ như vậy, mỗi khi có tín hiệu đầu vào thì trạng thái relay sẽ được kích hoạt luân phiên.

Sự hình thành đặc điểm mà có thể có hai tiếp điểm độc lập như vậy chính là nhờ có hai cuộn coil bên trong Relay. Nếu bạn nào để ý thì cơ chế hoạt động của dạng Relay này rất giống với mạch Flip-Flop.

Relay phân cực

Relay phân cực, hay rơ le phản cực tên tiếng anh của nó là Polarity Relay. Đây là loại relay chỉ dành cho các dòng điện một chiều DC. Loại relay thường được sử dụng cho các board mạch điện nguồn 24V hay 12V. Dùng điều chỉnh trạng thái cho các dòng tải nhỏ.

Relay phân cực
Relay phân cực

Phần cấu tạo của riêng loại Relay này ngoài phần cuộn coil ra thì nó còn có thêm phần Diot chỉnh lưu. Chúng dùng để ổn định dòng điện và chỉ cho phép dòng điện chạy qua một chiều cố định. Không cho dòng điện chạy ngược lại.

Công tắc lưỡi gà

Rơ le lưỡi gà, công tắc lưỡi gà…là tên gọi cho loại Reed relay. Về cơ bản, loại này cũng có các thành phần cấu tạo giống như những loại Relay trước. Nhưng mà, đặc điểm của loại công tắc lưỡi gà này có kích thước nhỏ. Hay dùng nhiều trong các board mạch điện tử.

Công tắc lưỡi gà
Công tắc lưỡi gà

Nếu xét về cấu tạo, thì loại này sẽ có cấu tạo đơn giản nhất. Nó đơn giản chỉ có mỗi hai thanh kim loại không được tiếp xúc với nhau. Đồng thời chúng sẽ được đặt trong một ống bằng nhựa hay thủy tính. Sau đó cuộn dây đồng – cuộn coil sẽ được quấn xung quanh để tạo ra môi trường từ tính.

Đối với cuộn coil của công tắc lưỡi gà được nối tiếp với một con điện trở. Giá trị điện trờ này khoảng từ 500 đến 2000 Ohms. Do đó, nếu xét về sự tiêu thụ điện năng cho con này nó khá là ít. Cũng từ lý do này, dạng relay này chỉ dùng cho board mạch điện tử.

Relay tự động

Relay tự động
Relay tự động

Automotive Relays hay relay tự động thường được gắn trong các phương tiện đi lại như oto, xe máy…Là dạng relay chủ yếu sẽ sử dụng nguồn 12V để kích hoạt. Ngoài ra, kích thước của loại relay này nó giống một khối vuông nhỏ. Và dạng chân kết nối của nó là dạng giác cắm.

Relay công nghiệp

Một loại Relay hay được sử dụng để lắp trong các tủ điện công nghiệp. Thường dùng để điều khiển các dòng điện áp cao hoặc tải lớn. Thông qua các dòng điện nhỏ như là các loại cảm biến, PLC…

Công dụng chinh cho loại relay này dùng để điều khiển các động cơ bơm 1 pha, 3 pha, động cơ thủy lực…Đây là các dạng thiết bị mà nó luôn cần một nguồn tải rất là lớn. 1000W, 1250W, 600W…Do đó không thể điều khiển các dòng điện tải trực tiếp này….

Relay công nghiệp có chống cháy nổ
Relay công nghiệp có chống cháy nổ

Ngoài dạng relay bình thường với giá thành rẻ ra còn thêm một dạng relay dùng cho những khu vực dễ cháy nổ. Bản chất của Relay công nghiệp này khi hoạt động sẽ hay xuất hiện các tia lửa điện.

Các bạn nên chú ý một điều trong môi trường dễ cháy nổ. Sẽ có 3 yếu tố là nguyên nhân tác động chính cho việc cháy nổ:

  • Tia lửa điện, nhiệt
  • Không khí
  • Gas

Do đó, đối với Relay dùng điều khiển các loại động cơ trong môi trường dễ cháy nổ này. Chúng ta buộc phải sử dụng loại Relay chống cháy nổ. Các loại relay này sẽ có thêm tiêu chuẩn Atex hay ICEEx.

Time Delay Relay

Time Delay Relay hay Timer Relay là gì? Hiển đơn giản đây là loại công tắc có thời gian. Về chức năng hoạt động sẽ tương tự như các loại relay thông thường khác. Điểm khác biệt lớn cho loại Relay này đó chính là nó có kèm thêm thời gian.

Relay thời gian
Relay thời gian

Relay thời gian này sẽ được phản chia thành hai loại:

  • Relay thời gian thực
  • Relay thời gian

Loại relay thời gian này sẽ hoạt động kích On/Off relay sau một khoảng thời gian t. Thời gian t này có thể là 10s, 15s, 30s, 60s…Và sau khoảng thời gian này thì Relay sẽ hoạt động. Ví dụ như, nếu là Relay thời gian thường mở. Thì sau thời gian 10s sẽ thành thường đóng. Còn nếu như thường đóng, thì sau 10s sẽ thành thường mở.

Riêng về loại Relay thời gian thực sẽ khác hơn. Đó là nó được lập trình chạy giống như với thời gian bên ngoài. Thêm vào đó, các mốc thời gian sẽ được cài đặt như là lúc 17:00 thì Relay sẽ được kích On/Off cho đến khoảng thời gian nào đó.    

Contactor

Contactor là một loại khởi động từ hay được dùng cho các loại động cơ có tải trọng trên 1000W. Thường là các động cơ 3 pha sẽ bắt buộc dùng thêm con Contactor này dùng để điều khiển bơm đóng mở.

Conactor hay khởi động từ
Conactor hay khởi động từ

Khởi động từ này sẽ có một cuộn coil nằm phía bên trong dùng để kích hoạt đóng ngắt. Do đó, nó cũng sẽ sử dụng nguồn 24V dùng để kích hoạt. Và hiển nhiên tín hiệu dùng để điều khiển sẽ là PLC. Đôi khi, bạn có thể sử dụng cảm biến PNP để điều khiển contactor.

Tham khảo bài viết: Truyền thông tín hiệu mạng Profinet và Profibus là gì?

Consulting Solutions Engineer

Nguyễn Thành Đạt
SĐT: 034.296.2396

Email: thanhdat@huphaco.vn
Web: thietbidoluong.info



Bài viết liên quan

Áp suất âm là gì? Áp suất chân không là gì?

Áp suất âm là áp suất thấp hơn áp suất khí quyển. Nói cách khác, nó là áp suất dưới 1 atm (atmosphere). Tóm Tắt Nội DungI. Áp Suất Âm: Nghe “Hơi Hụt” Nhưng Lại “Hot” Cực Kỳ!1. Bí Mật Của “Hút Bụi, Uống Nước, Bơm Xe”2. “Phòng Sạch”  và  “Âm thanh méo mó” : […]

Bộ điều khiển áp suất: Tối ưu hóa hiệu quả và an toàn

Trong công nghiệp, việc kiểm soát áp suất là quan trọng vì nó ảnh hưởng đến hiệu suất, an toàn và tuổi thọ của thiết bị. Bộ điều khiển áp suất tự động giải quyết vấn đề này. Bài viết này cung cấp tổng quan về tính năng, ứng dụng,  và lợi ích của bộ […]

Bộ điều khiển nhiệt độ là gì? – Những điều cần biết?

Hưng Phát: Chuyên gia giải pháp điều khiển nhiệt độ cho ngành công nghiệp. Nhận thức được tầm quan trọng của bộ điều khiển nhiệt độ trong công nghiệp, Hưng Phát đã nghiên cứu và cung cấp các giải pháp hiệu quả đến với người sử dụng. Tóm Tắt Nội DungI. Bộ điều khiển nhiệt […]