Relay và các ứng dụng trong cuộc sống

Relay và các ứng dụng trong cuộc sống

Khái niệm

- Relay là một công tắc điện từ được vận hành bởi một dòng điện tương đối nhỏ có thể bật hoặc tắt một dòng điện lớn hơn nhiều. Trái tim của relay là một nam châm điện (một cuộn dây trở thành một nam châm tạm thời khi dòng điện chạy qua nó). Bạn có thể nghĩ về relay như một loại đòn bẩy điện:  Khi bật nó bằng một dòng điện nhỏ và nó bật (“đòn bẩy”) một thiết bị khác sử dụng dòng điện lớn hơn nhiều.

- Tại sao nó hữu ích ? Như tên cho thấy, nhiều cảm biến là những thiết bị điện tử cực kỳ nhạy cảm và chỉ tạo ra dòng điện nhỏ. Nhưng thường thì chúng ta cần chúng để điều khiển những bộ máy lớn hơn sử dụng dòng điện lớn hơn. Relay thu hẹp khoảng cách, tạo điều kiện cho dòng điện nhỏ kích hoạt dòng điện lớn hơn. Điều đó có nghĩa là relay có thể hoạt động như công tắc (bật và tắt) hoặc là bộ khuếch đại (chuyển đổi dòng điện nhỏ thành dòng lớn hơn).

Chức năng của rơ-le

- Cách ly các mạch điều khiển khỏi mạch tải hoặc mạch được cấp điện AC khỏi mạch được cấp điện DC.

- Chuyển mạch nhiều dòng điện hoặc điện áp sang các tải khác nhau sử dụng một tín hiệu điều khiển.

- Giám sát các hệ thống an toàn công nghiệp và ngắt điện cho máy móc nếu đảm bảo độ an toàn.

- Sử dụng một vài rơ-le để cung cấp các chức năng logic đơn giản như ‘AND,’ ‘NOT,’ hoặc ‘OR’ cho điều khiển tuần tự hoặc khóa liên động an toàn.

Các ký hiệu của rơ-le

- Trên rơ-le có 3 kí hiệu là: NO, NC và COM.

+ COM (common): là chân chung, nó luôn được kết nối với 1 trong 2 chân còn lại. Còn việc nó kết nối chung với chân nào thì phụ thuộc vào trạng thái hoạt động của rơ-le.

+ NC là điểm thường đóng, chân COM/POLE được kết nối với NC khi cuộn dây rơle không nhiễm từ (khi 2 đầu cuộn dây không được cấp điện).

+ NO = là điểm thường mở, COM/POLE được kết nối với NO khi cuộn dây rơle được từ hóa (được cấp điện)

- Ngoài ra, trên rơ-le còn gồm 3 chân để kích thích, trong đó:

+ Chân (+): cấp hiệu điện thế kích tối ưu vào chân này.

+ Chân (-): nối với cực âm

+ Chân (S): chân tín hiệu, tùy vào loại module rơ-le mà nó sẽ làm nhiệm vụ kích rơ-le: Nếu bạn đang dùng module rơ-le kích ở mức cao và chân S bạn cấp điện thế dương vào thì module rơ-le của bạn sẽ được kích, ngược lại thì không. Tương tự với module rơ-le kích ở mức thấp

Phân loại Relay

- Tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng mà trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại relay để đáp ứng nhu cầu đó.

- Trên thị trường có 2 loại module rơ-le: module rơ-le đóng ở mức thấp (nối cực âm vào chân tín hiệu rơ-le sẽ đóng) và module rơ-le đóng ở mức cao (nối cực dương vào chân tín hiệu rơ-le sẽ đóng). Nếu so sánh giữa 2 module rơ-le có cùng thông số kỹ thuật thì hầu hết mọi linh kiện của nó đều giống nhau, chỉ khác nhau ở transistor của mỗi module. Đây cũng chính là nguyên nhân tạo nên 2 loại module rơ-le (có 2 loại transistor là NPN - kích ở mức cao, và PNP - kích ở mức thấp).

Relay hoạt động như thế nào?

- Khi dòng điện chạy qua mạch thứ nhất (1), nó kích hoạt nam châm điện (màu nâu). Tạo ra từ trường (màu xanh) thu hút một tiếp điểm (màu đỏ) và kích hoạt mạch thứ hai (2). Khi tắt nguồn, một lò xo kéo tiếp điểm trở lại vị trí ban đầu, tắt mạch thứ hai một lần nữa.

- Đây là một ví dụ về rơ le “thường mở” (NO). Các tiếp điểm trong mạch thứ hai không được kết nối theo mặc định và chỉ bật khi dòng điện chạy qua nam châm. Các rơ le khác là “thường đóng” (NC). Các tiếp điểm được kết nối để dòng điện chạy qua chúng theo mặc định) và chỉ tắt khi nam châm được kích hoạt, kéo hoặc đẩy các tiếp điểm ra xa nhau. Thông thường rơle mở là phổ biến nhất.

- Bên dưới là một hình ảnh động khác cho thấy cách một relay liên kết hai mạch với nhau. Ở phía bên trái, có một mạch đầu vào được cung cấp bởi một công tắc hoặc một loại cảm biến nào đó. Khi mạch này được kích hoạt, nó cung cấp dòng điện cho một nam châm điện kéo công tắc kim loại đóng lại và kích hoạt mạch đầu ra thứ hai (ở phía bên phải). Dòng điện tương đối nhỏ trong mạch đầu vào do đó kích hoạt dòng điện lớn hơn trong mạch đầu ra.

+ Thứ nhất: Mạch đầu vào (vòng màu xanh) bị tắt và không có dòng điện chạy qua cho đến khi một cái gì đó (có thể là cảm biến hoặc đóng công tắc) bật nó. Mạch đầu ra (vòng lặp màu đỏ) cũng bị tắt.

+ Thứ hai: Khi một dòng điện nhỏ chạy trong mạch đầu vào. Nó sẽ kích hoạt nam châm điện (được hiển thị ở đây dưới dạng một cuộn dây màu xanh đậm). Và tạo ra một từ trường xung quanh nó.

+ Thư ba: Nam châm điện năng lượng kéo thanh kim loại trong mạch đầu ra về phía nó, đóng công tắc và cho phép dòng điện lớn hơn nhiều chạy qua mạch đầu ra.

+ Thứ tư: Mạch đầu ra vận hành một thiết bị có dòng điện cao như đèn hoặc động cơ điện.

Ứng dụng của rơ-le trong đời sống

- Rơ le được dùng rộng rãi trong trao đổi điện thoại và các máy điện toán thời kỳ đầu với vai trò điều hành mạch lô-gic. Một loại rơle có thể xử lý công suất cao cần thiết để trực tiếp kiểm soát một động cơ điện hoặc mức tải khác được gọi là một contactor. Rơ le trạng thái rắn kiểm soát mạch điện không có bộ phận chuyển động. Rơ le còn được dùng nhiều trong các khối máy thu phát.

- Ngày nay, rơ-le được ứng dụng nhiều trong việc khắc phục những vấn đề liên quan đến công suất và cần sự ổn định cao và đòi hỏi sự an toàn trong quá trình thực hiện.

(Nguồn sưu tầm và biên dịch)