Từ lâu, hầu hết các ứng dụng công nghiệp cao cấp đều có rơ le để hoạt động hiệu quả. Rơle là công tắc đơn giản hoạt động cả bằng điện và cơ học. Chúng bao gồm một tập hợp các tiếp điểm và một nam châm điện, nhờ đó cơ chế chuyển mạch được thực hiện. Có những nguyên tắc hoạt động khác nhau tùy thuộc vào ứng dụng của chúng. Có những loại rơ le nào?
Tại sao nó lại hiệu quả đến vậy?
Hoạt động chính của rơle xảy ra ở những nơi chỉ có thể áp dụng tín hiệu công suất thấp. Thiết bị này cũng được sử dụng ở những nơi phải điều khiển nhiều mạch bằng một tín hiệu duy nhất. Việc sử dụng chúng bắt đầu từ khi phát minh ra điện thoại, đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi cuộc gọi tại các tổng đài điện thoại. Chúng cũng được sử dụng để gửi điện tín trên một khoảng cách xa.
Sau khi phát minh ra máy tính, chúng đã giúp thực hiện các phép toán logic khác nhau bằng cách sử dụng các tín hiệu.
Thiết kế
Rơle có bốn phần chính:
- lõi sắt;
- phần ứng có thể di chuyển được;
- cuộn điều khiển;
- công tắc chung.
Hình ảnh trên cho thấy thiết kế của rơ le.
Đây là rơ le điện từ có cuộn dây được bao bọc bởi lõi sắt. Đối với phần ứng di động (phần ứng) cũng như đối với các tiếp điểm của công tắc, một đường dẫn có điện trở từ thông rất thấp được cung cấp. Phần ứng di động được nối với một cái chạc, được nối bằng cơ khí với các tiếp điểm của công tắc. Các bộ phận này được giữ an toàn bằng lò xo. Nó tạo ra một khe hở không khí trong mạch khi rơle bị ngắt điện.
Nguyên tắc làm việc
Có thể hiểu rõ hơn về hàm bằng cách xem xét sơ đồ sau.
Sơ đồ cho thấy các phần tử rơ le và cách chúng được sử dụng. Lõi sắt được bao bọc bởi cuộn dây điều khiển. Như hình vẽ, nguồn điện được cung cấp cho nam châm điện thông qua công tắc điều khiển và qua các tiếp điểm. Khi dòng điện bắt đầu chạy qua cuộn dây điều khiển, nam châm điện được tích điện, điều này cho phép tăng cường từ trường.
Do đó, tay tiếp xúc phía trên bắt đầu bị hút vào giá đỡ cố định phía dưới, gây đoản mạch nguồn điện. Mặt khác, nếu rơ le đã được ngắt điện khi các tiếp điểm đóng, thì chúng sẽ di chuyển theo hướng ngược lại và hoàn thành mạch.
Ngay sau khi dòng điện cuộn dây bị cắt, phần ứng chuyển động sẽtrở lại vị trí ban đầu một cách cưỡng bức. Sức mạnh này sẽ gần bằng một nửa lực từ trường. Đây là mục đích chính và nguyên lý hoạt động của rơ le.
Trong rơle, các loại hoạt động được chia thành hai loại chính. Một trong số đó là việc sử dụng điện áp thấp. Đối với ứng dụng của các hoạt động điện áp thấp, ưu tiên sẽ được ưu tiên để giảm tiếng ồn của toàn bộ mạch. Và đối với các hoạt động điện áp cao, tiếng ồn phải được giảm thiểu bằng cách phát tia lửa.
Lịch sử xuất hiện của rơ le đầu tiên
Năm 1833 Carl Friedrich Gauss và Wilhelm Weber đã phát triển rơ le điện từ. Nhưng nhà khoa học người Mỹ Joseph Henry thường tuyên bố rằng ông đã phát minh ra rơ le vào năm 1835 để cải tiến phiên bản điện báo của mình, được phát triển trước đó vào năm 1831.
Một số người khẳng định rằng nhà phát minh người Anh Edward Davy "chắc chắn đã phát minh ra rơ le điện" trong điện báo của ông vào năm 1835.
Ngoài ra, một thiết bị đơn giản hiện được gọi là rơ le đã được đưa vào bằng sáng chế điện báo ban đầu năm 1840 của Samuel Morse.
Cơ chế được mô tả hoạt động như một bộ khuếch đại kỹ thuật số, lặp lại tín hiệu điện báo, do đó cho phép tín hiệu truyền đi xa khi cần thiết. Từ này đã xuất hiện trong bối cảnh hoạt động điện từ từ năm 1860. Các loại rơ le điện cơ là gì?
Rơle đồng trục
Thường thì một rơle đồng trục được sử dụng như một bộ lặp TR (truyền-nhận) để chuyển mạchăng ten từ máy thu đến máy phát. Điều này bảo vệ thiết bị khỏi nguồn điện cao.
Nó thường được sử dụng trong các bộ thu phát kết hợp một bộ phát và bộ thu trong một thiết bị. Các chân này được thiết kế không phải để phản xạ bất kỳ công suất RF nào trở lại nguồn, nhưng để tạo ra sự cách ly rất cao giữa các thiết bị đầu cuối của máy phát và máy thu. Trở kháng đặc tính của rơle được khớp với đường truyền của trở kháng hệ thống, ví dụ 50 ohms.
Rơ le điện áp 220V cho nhà
Rơle cho gia đình thường được sử dụng nhất. Nó là cần thiết để bảo mật tất cả các thiết bị kết nối. Việc tăng hoặc giảm điện áp của mạng đầu vào có thể ảnh hưởng xấu đến hoạt động của các thiết bị. Cơ chế bảo vệ này sẽ phát hiện những đột biến này và ngăn chặn quyền truy cập vào mạng.
Nguyên lý hoạt động của rơ le này dựa trên phép đo điện áp. Nếu nó vượt quá hoặc thấp hơn tỷ lệ cho phép, các tiếp điểm rơle sẽ đóng trong một thời gian nhất định, sau đó chúng sẽ mở trở lại. Nhưng rơ le có nhiều loại khác nhau.
Rơle tiếp điểm nguồn
Rơle này có các tiếp điểm được kết nối cơ học với nhau (Rơle cơ học), vì vậy khi cuộn dây được cấp điện hoặc khử năng lượng, tất cả các kết nối sẽ chuyển động cùng nhau. Nếu một tập hợp các địa chỉ liên lạc trở nên cố định, sẽ không có địa chỉ liên hệ nào khác có thể di chuyển. Chức năng của các tiếp điểm nguồn là cho phép mạch an toàn kiểm tra trạng thái.
Tiếp điểm hoạt động cưỡng bức còn được gọi là tích cựcđiều khiển "," tiếp điểm cố định "," tiếp điểm khóa "," tiếp điểm được liên kết cơ học "hoặc" rơ le an toàn ". Các rơ le an toàn này phải tuân thủ các quy tắc thiết kế và xây dựng được xác định trong một tiêu chuẩn máy móc chính, EN 50205, các rơ le có tiếp điểm dẫn hướng bằng lực (được liên kết cơ học).
Các quy tắc thiết kế an toàn này được định nghĩa trong EN 13849-2 "Phân loại Rơle" là "Nguyên tắc An toàn Cơ bản" và "Nguyên tắc An toàn Đã Kiểm tra" áp dụng cho tất cả các thiết bị. Rơle tiếp điểm hoạt động cưỡng bức có sẵn với các bộ tiếp điểm chính khác nhau - NO, NC hoặc "Chuyển đổi".
Sử dụng cho hậu cần máy công cụ
Máy rơle được tiêu chuẩn hóa để điều khiển công nghiệp. Chúng có một số lượng lớn các tiếp điểm (đôi khi có thể mở rộng tại hiện trường) dễ dàng chuyển đổi từ cuộn dây thường mở sang thường đóng, dễ dàng thay thế và một hệ số hình thức cho phép nhiều rơle được gắn nhỏ gọn trên một bảng điều khiển. Trong khi các bảng như vậy từng là xương sống của tự động hóa trong các ngành công nghiệp như lắp ráp ô tô, bộ điều khiển logic khả trình (PLC) đã thay thế phần lớn các máy công cụ chuyển tiếp khỏi các ứng dụng điều khiển nối tiếp. Trong một rơ le, các loại máy quan trọng rất nhiều.
Nó cho phép bạn chuyển mạch với các thiết bị điện. Ví dụ, một mạch hẹn giờ có thể chuyển nguồn sangthời gian quy định. Trong nhiều năm, rơ le đã là phương pháp tiêu chuẩn để điều khiển các hệ thống điện tử công nghiệp. Một số thiết bị có thể được sử dụng cùng nhau để thực hiện các chức năng phức tạp (hậu cần chuyển tiếp). Nguyên tắc của hậu cần chuyển tiếp dựa trên cơ chế cung cấp năng lượng và giảm năng lượng cho các tiếp điểm liên quan.
Bảo vệ động cơ
Động cơ điện cần được bảo vệ chống quá tải điện, nếu không, các cuộn dây của chúng có thể bắt đầu nóng chảy, gây nguy cơ hỏa hoạn. Thiết bị nhạy cảm quá tải là rơ le nhiệt trong đó cuộn dây làm nóng dải kim loại hoặc nóng chảy thành chất hàn để vận hành các tiếp điểm phụ. Các tiếp điểm phụ này mắc nối tiếp với cuộn dây công tắc tơ của động cơ, vì vậy chúng sẽ ngắt động cơ khi nó quá nóng.
Bảo vệ nhiệt này hoạt động tương đối chậm, cho phép động cơ hút dòng khởi động cao hơn trước khi chức năng bảo vệ hoạt động. Khi tiếp xúc với cùng nhiệt độ môi trường với động cơ, một chế độ bù nhiệt độ động cơ hữu ích, mặc dù thô, sẽ được cung cấp.
Một hệ thống bảo vệ quá tải thông thường khác sử dụng cuộn dây điện từ mắc nối tiếp với mạch động cơ. Điều này tương tự như một rơ le điều khiển, nhưng yêu cầu dòng điện sự cố khá cao để dẫn động các tiếp điểm. Để ngăn ngừa ngắn mạch do dòng điện tăng vọt. Chuyển động của neo được giảm xóc bởi bảng điều khiển thiết bị.
Phát hiệnQuá tải nhiệt và quá tải từ thường được sử dụng cùng nhau trong rơ le bảo vệ động cơ. Rơ le quá tải điện tử đo dòng điện của động cơ và có thể ước tính nhiệt độ cuộn dây bằng cách sử dụng "mô hình nhiệt" của hệ thống phần ứng, có thể được điều chỉnh để cung cấp khả năng bảo vệ chính xác hơn.
Một số cơ chế bảo vệ động cơ bao gồm đầu vào cảm biến nhiệt độ để đo trực tiếp từ nhiệt kế được tích hợp trong cuộn dây.
Điều bạn cần biết khi chọn rơ le?
Bạn cần lưu ý một số yếu tố khi chọn một rơ le cụ thể
- Bảo vệ - cần lưu ý các phương tiện bảo vệ khác nhau, chẳng hạn như không chạm vào cuộn dây. Nó giúp giảm tia lửa điện trong mạch sử dụng cuộn cảm. Nó cũng giúp giảm quá áp do thay đổi tín hiệu.
- Tìm kiếm một rơle tiêu chuẩn với tất cả các phê duyệt chính thức.
- Chuyển đổi thời gian - bạn có thể sử dụng phiên bản tốc độ cao.
- Xếp hạng - xếp hạng hiện tại nằm trong khoảng từ vài ampe lên đến 3000 ampe. Trong trường hợp điện áp danh định, chúng nằm trong khoảng từ 300 W AC đến 600 W AC. Ngoài ra còn có phiên bản điện áp cao (khoảng 15.000 vôn).
- Loại liên hệ được sử dụng - NC, KHÔNG hoặc liên hệ đóng.
- Tùy thuộc vào mục tiêu của bạn, bạn có thể chọn các loại chuỗi: "Thực hiện để phá vỡ" hoặc "Phá vỡ để liên hệ thông minh".
- Lưu ý cách điện giữa mạch cuộn dây và các tiếp điểm.
Cũng là rơ le điện áp 220V cho gia đình nên bạn nên nghiên cứu sơ đồ làm việc và kiểu đấu nối.
