Relay đóng ngắt là gì? Cấu tạo, phân loại và ứng dụng cụ thể

Relay đóng ngắt là một thiết bị rất quan trọng và sử dụng phổ biến trong hệ thống điện và tự động hoá hiện nay. Từ điều khiển máy móc công nghiệp đến các hệ thống an ninh và điều khiển từ xa.. thiết bị này đều được ứng dụng rộng rãi. Trong bài viết này, hãy cùng Vật Tư Gia Hưng tìm hiểu sâu hơn về Relay đóng ngắt là gì? cấu tạo và nguyên lý của relay đóng ngắt nhé.

Relay đóng ngắt là gì?

Relay hay còn gọi là rơ le, là một thiết bị chuyển mạch được điều khiển bằng điện. Relay đóng ngắt hoạt động như một công tắc điện tử sử dụng dòng điện nhỏ để điều khiển dòng điện lớn hơn. Thực chất relay chính là một nam châm điện, khi dòng điện chạy qua cuộn dây của rơ le thì nó sẽ tạo ra từ trường hút lõi sắt, sẽ làm thay đổi trạng thái của công tắc chuyển mạch. Dòng điện qua cuộn dây có thể bật hay tắt vì thế relay có thể chuyển đổi giữa 2 trạng thái này.

Relay đóng ngắt hiện nay được ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là các bo mạch điều khiển, thiết bị này dùng để đóng ngắt các thiết bị có đòng điện lớn mà các hệ thống điều khiển không thể trực tiếp xử lý điều này.

Relay có nhiều hình dạng kích thước và cả chân cắm cũng khác nhau. Tuy nhiên nó đều có 2 trạng thái hoạt động là Đóng mạch (ON) và Mở mạch (OFF). Trạng thái On hay OFF của relay phụ thuộc vào việc dòng điện có chạy qua cuộn dây relay hay không, từ đó đáp ứng nhu cầu điều khiển của hệ thống.

Cấu tạo của relay đóng ngắt

Relay đóng ngắt có cấu tạo gồm một cuộn dây kim loại ( thường làm bằng đồng hoặc nhôm) quấn quanh một lõi sắt từ. Nó có một phần tĩnh gọi là Ách từ (Yoke) và một phần động là phần cứng (Armature). Phần cứng của relay đóng ngắt sẽ kết nối với một tiếp điểm động. Cuộn dây của relay khi dòng điện chạy qua sẽ tạo ra lực từ trường hút thanh tiếp điểm và tạo thành các trạng thái NO và NC. Nhiệm vụ của mạch tiếp điểm (Mạch lực) là đóng cắt các thiết bị tải với dòng điện nhỏ và nó được cách ly bởi cuộn hút.

Cấu tạo của Relay thường có 3 chân chính là NC, NO và COM:

• COM(Common): Đây là chân chung dùng để kết nối đường cấp nguồn chờ, và luôn được kết nối với một trong hai chân còn lại là NC hoặc NO, và tuỳ thuộc vào trạng thái hoạt động của relay.
•  NC (Normally Closed): Đây là chân thường Đóng, khi rơ le ở trạng thái OFF thì chân COM sẽ kết nối với chân NC.
• NO (Normally Open): Đây là chân thường mở, khi relay đang ở trạng thái ON thì chân COM sẽ kết nối với chân NO.

Nguyên lý hoạt động của relay đóng ngắt

Nguyên lý hoạt động của relay đóng ngắt như sau:

Khi dòng điện chạy qua cuộn dây của relay thì sẽ kích hoạt nam chân điện và tạo ra từ trường để hút một tiếp điểm và làm cho mạch điện Đóng lại. Dòng điện bị ngắt, một lò xo đã được lắp sẵn sẽ kéo tiếp điểm trở lại vị trí ban đầu và tạo ra trạng thái mở mạch.

Đối với Relay thường mở (NO), các tiếp điểm trong mạch không được kết nối mặc định và sẽ chỉ kết nối khi có dòng điện chạy qua cuộn dây của nam châm điện. Ngược lại với relay thường mở (NC) có các tiếp điểm kết nối mặc định, thì cho phép dòng điện chạy qua và sẽ chỉ ngắt kết nối khi nam châm điện được kích hoạt, kéo hoặc đẩy tiếp điểm ra xa nhau.

Phân loại relay đóng ngắt

Thực tế Relay có thể phân loại theo nhiều cách, từ cách hoạt động, số cặp tiếp điểm, chắc năng và loại tiếp điểm, cụ thể như sau:

Phân loại relay đóng ngắt theo cơ học

• Relay cơ học: Đây là loại rơ le đóng ngắt hoạt động dựa trên sự di chuyển của các cơ cấu cơ học như nam châm, lò xo, càng, v.v. Khi có dòng điện chạy qua, nam châm sẽ hút các tiếp điểm lại với nhau để đóng mạch.

• Relay điện tử: Đây là loại rơ le đóng ngắt hoạt động dựa trên các mạch điện tử mà không có bộ phận chuyển động. Thay vì sử dụng cơ cấu cơ học, nó được sử dụng các linh kiện điện tử như transistor, thyristor, v.v. để đóng/mở mạch.

Một số loại relay phổ biến:

• Relay Công tắc dòng chảy
• Relay Công tắc áp suất

Phân loại rơ le đóng ngắt theo số cặp tiếp điểm

• Relay đơn: Đây là loại rơ le đóng ngắt chỉ có 1 cặp tiếp điểm, thường dùng cho các mạch đơn giản.

• Relay đôi: Loại rơ le đóng ngắt có 2 cặp tiếp điểm, cho phép điều khiển 2 mạch độc lập.

• Relay nhiều cặp: Rơ le đóng ngắt có nhiều hơn 2 cặp tiếp điểm, cho phép điều khiển nhiều mạch cùng lúc.

Phân loại Relay đóng ngắt theo chức năng

• Relay bảo vệ: Relay này được dùng để bảo vệ hệ thống khỏi sự cố như quá dòng, quá áp, ngắn mạch, v.v.

• Relay điều khiển: Relay đóng ngắt này được dùng để điều khiển các thiết bị như khởi động động cơ, mở/đóng công tắc, v.v.

• Relay đo lường: Relay này dùng để đo các thông số điện như điện áp, dòng điện, tần số, v.v.

• Relay tín hiệu: Dùng để truyền tín hiệu giữa các thiết bị.

Phân loại Relay đóng ngắt theo loại tiếp điểm

• Relay thường đóng (NC): Tiếp điểm sẽ thường trong trạng thái đóng, khi khởi động relay thì tiếp điểm sẽ mở ra.

• Relay thường mở (NO): Tiếp điểm sẽ thường trong trạng thái mở, khi khởi động relay thì tiếp điểm sẽ đóng lại.

Ứng dụng của Relay đóng ngắt

Relay đóng ngắt là một thiết bị điện tử đóng vai trò như một công tắc điều khiển dòng điện chạy qua mạch. Nó có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau, bao gồm:

1. Điều khiển động cơ:

• Relay đóng ngắt có thể được sử dụng để điều khiển động cơ điện, cho phép bật/tắt động cơ từ xa hoặc theo điều kiện nhất định.
• Ví dụ: Sử dụng relay để điều khiển động cơ bơm nước, quạt thông gió, máy móc công nghiệp,…

2. Điều khiển thiết bị gia dụng:

• Relay đóng ngắt được sử dụng để điều khiển các thiết bị gia dụng như đèn, quạt, máy lạnh, máy giặt,…
• Ví dụ: Sử dụng relay để điều khiển đèn tự động bật/tắt theo thời gian, điều khiển quạt chạy theo nhiệt độ phòng,…

3. Bảo vệ mạch điện:

• Relay đóng ngắt có thể được sử dụng để bảo vệ mạch điện khỏi quá tải, ngắn mạch hoặc các sự cố khác.
• Ví dụ: Sử dụng relay để ngắt mạch điện khi dòng điện vượt quá ngưỡng an toàn, bảo vệ thiết bị khỏi bị hư hỏng.

4. Điều khiển tín hiệu:

• Relay đóng ngắt có thể được sử dụng để điều khiển các tín hiệu điện tử, cho phép khuếch đại tín hiệu, chuyển đổi tín hiệu,…
• Ví dụ: Sử dụng relay để khuếch đại tín hiệu từ cảm biến, chuyển đổi tín hiệu analog sang digital,…

5. Các ứng dụng khác:

Relay đóng ngắt còn được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác như:

• Điều khiển hệ thống chiếu sáng
• Điều khiển hệ thống báo động
• Điều khiển hệ thống tự động hóa
• Và nhiều ứng dụng khác nữa…

Như vậy, bài viết trên Vật Tư Gia Hưng đã chia sẻ cho bạn chi tiết về Relay đóng ngắt, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nó cũng như phân loại cụ thể. Hy vọng đã giúp bạn hiểu hơn về thiết bị này.