Rơle Cơ điện

Giới thiệu

Bạn đang ngồi trong xe chờ rẽ phải. Là một lái xe cừ, bạn bật tín hiệu rẽ lên. Bạn có thể nhìn thấy đèn trên bảng điều khiển của mình nhấp nháy và thậm chí bạn có thể nghe thấy tiếng click, click, click… Thứ gì đang tạo ra âm thanh đó? Chính là một Rơle !

Rơle được sử dụng để truyền điện năng đến nhiều đèn tín hiệu rẽ trên xe và khiến những đèn đó BẬT hoặc TẮT để cảnh báo cho những người lái xe khác.

Rơle thông dụng, với rất nhiều dạng, là một thiết bị độc lập có giá thành nói chung thấp, thực hiện nhiều chức năng hữu ích trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta cũng như trong nhà máy.

Định nghĩamk s new model MKS Công suất

Rơle là một thiết bị cung cấp kết nối điện giữa hai hoặc nhiều điểm, khi áp dụng tín hiệu điều khiển
với cuộn điện từ của rơle.

Rơle chuyển trường từ của cuộn dây thành lực cơ học để mở hoặc đóng cơ khí một hoặc nhiều tiếp điểm điện.

Nói theo cách khác, rơle là một công tắc vận hành bằng điện!

Điện áp và dòng điện được rơle chuyển mạch có thể rất khác so với tín hiệu được sử dụng để kích hoạt hoặc cấp điện cho rơle.

Dạng cách điện này và khả năng chuyển mạch nhiều nhóm tiếp điểm bằng một tín hiệu điều khiển của rơle, là những chức năng vô cùng hữu ích trong tự động hóa nhà máy.

Trong Nhà máy

Trong thế giới Tự động hóa Nhà máy, các thiết bị điều khiển công nghiệp như PLC, bộ hẹn giờ, bộ đếm và thiết bị kiểm soát nhiệt độ vận hành ở điện áp và dòng điện tương đối thấp. Thông thường nhỏ hơn 25 vôn.

Tuy nhiên, khi tín hiệu đầu ra của các thiết bị điều khiển này được kết nối với thiết bị trong nhà máy, thường cần mức điện (điện áp và dòng điện) lớn hơn.

Khi một thiết bị điều khiển xuất ra lệnh 24 vôn để bật động cơ 220 VAC, thông tin điện áp thấp này được chuyển tiếp đến một thiết bị có khả năng chuyển mạch lượng điện lớn hơn này theo lệnh.

Rơle cơ điện có thể thực hiện chức năng này.

 Ứng dụng

Rơle cơ điện thực hiện rất nhiều chức năng. Một số chức năng bao gồm:

  1. Cách ly các mạch điều khiển khỏi mạch tải hoặc
    Mạch được cấp điện AC khỏi mạch được cấp điện DC.
  2. Chuyển mạch nhiều dòng điện hoặc điện áp sang các tải khác nhau sử dụng một tín hiệu điều khiển.
  3. Giám sát các hệ thống an toàn công nghiệp và ngắt điện cho máy móc nếu đảm bảo độ an toàn.
  4. Sử dụng một vài rơle 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.

Omron sản xuất nhiều loại sản phẩm rơle khác nhau để phù hợp với cả những ứng dụng đơn giản và ứng dụng phức tạp.

Rơ le MY omron

Rơ le LY

Rơ le công suất MKS

Công nghệ Rơle Phần 1

Giới thiệumk s new model Rơ le công suất MKS

Rơle cơ điện có thể có chi phí thấp và trông giống một thiết bị vô cùng đơn giản. Rơle có thể có vẻ như một thiết bị không có gì đặc biệt và loại này cũng hoạt động như loại khác mà thôi. Không có gì sai lầm hơn thế!

Thực ra, ngành kỹ thuật quan trọng cần sản xuất sản phẩm đáng tin cậy có tuổi thọ cao mà vì lẽ đó người ta biết đến Rơle của Omron.

Trong bài học về công nghệ rơle này, bạn sẽ tìm hiểu về:

  • Cấu trúc Rơle
  • Các nguyên tắc vận hành quan trọng
  • Cuộn dây và tiếp điểm
Cấu trúc Rơle

Dạng phổ biến nhất của rơle cơ điện gồm một cuộn dây điện được cuốn trên một lõi sắt từ. Bộ phận này có cả một phần tĩnh được gọi là Ách từ (Yoke)và một phần động được gọi là Phần ứng (Armature).Phần ứng được liên kết cơ học với một tiếp điểm động.

Khi cuộn dây được cấp điện, từ trường được tạo ra xung quanh cuộn và được lõi tập trung lại Nam châm điện này hút phần ứng động để mở hoặc đóng trực tiếp các tiếp điểm điện.

Khi rơle bị ngắt điện (TẮT) từ trường biến mất và phần ứng, được lò xo phản hồi hỗ trợ, đưa tiếp điểm trở lại vị trí “bình thường” của nó.

Vận hành Cơ bản

Khi vận hành, có 5 bước cơ bản xảy ra khi rơle cơ điện được cấp điện và bị ngắt điện:

  1. Điện được cung cấp cho cuộn dây tạo ra
    từ trường.

  2. Từ trường được chuyển thành lực cơ học bằng cách hút phần ứng.

  3. Phần ứng động đóng/mở một hoặc nhiều tiếp điểm điện .

  4. Các tiếp điểm cho phép chuyển mạch điện sang tải như động cơ, bóng đèn, v.v

  5. Sau khi điện áp cuộn bị loại bỏ, từ trường biến mất, các tiếp điểm tách ra và trở về vị trí “bình thường” của chúng.

Các tiếp điểm có thể thường đóng hoặc thường mở.

Cài chốt với Không chốt

Rơle có thể là Cài chốt (Lưỡng ổn) hoặc Không chốt (Đơn ổn).

Phần mô tả hoạt động cơ bản của rơle mà chúng tôi đưa ra dựa trên rơle không chốt hay rơle đơn ổn. Rơle không chốt sẽ trở về trạng thái bình thường của nó khi bị ngắt điện trong khi rơle chốt thì không.

Cuộn dây Rơle

Thiết kế của cuộn dây rơle quyết định thông số kỹ thuật đầu vào
của rơle.

Rơle được phân loại theo điện áp yêu cầu để cấp điện cho cuộn dây của chúng. Nếu không đủ điện, từ trường của cuộn dây sẽ quá yếu để di chuyển tiếp điểm. Nếu quá điện đầu vào, cuộn dây có thể bị hỏng.

Một số rơle yêu cầu Dòng điện Một chiều được cấp đúng cực và một số rơle có thể sử dụng Dòng điện Xoay chiều hoặc Dòng điện Một chiều không phụ thuộc cực kết nối.

Cuộn dây rơle có thể yêu cầu phân cực cụ thể vì nhiều lý do khác nhau.

Rơle A sẽ hoạt động với Dòng điện Một chiều hoặc Dòng điện Xoay chiều và không yêu cầu đi dây đúng cực để rơle hoạt động.

Rơle B có một đi-ốt phát sáng để biểu thị khi cuộn dây được cấp điện. Đi-ốt phát sáng được phân cực, bởi vậy mặc dù cuộn dây rơle không có gì đặc biệt, sự có mặt của đi-ốt phát sáng yêu cầu nguồn điện đúng cực để đi-ốt hoạt động.

Rơle C sử dụng một nam châm vĩnh cửu để hỗ trợ lực điện từ. Cực của cuộn dây tại khe hở hoạt động là Bắc hoặc Nam tùy thuộc vào sự phân cực của cuộn dây. Vì các cực giống nhau thì đẩy và cực khác nhau thì hút, sự phân cực của cuộn dây là cần thiết để tạo ra lực thích hợp để rơle hoạt động.

 

 

 Tiếp điểm Rơle

Tiếp điểm là một bộ phận quan trọng của thiết kế rơle.

Tiếp điểm rơle chuyển mạch dòng điện và điện áp cho các loại thiết bị điện hoặc “tải” khác nhau. Thiết kế tiếp điểm và vật liệu làm tiếp điểm là hai vấn đề trọng yếu đối với hiệu suất của rơle.

Omron đảm bảo thiết kế tiếp điểm tốt, mọi thứ từ diện tích bề mặt đến vật liệu sử dụng đều được nghiên cứu và ứng dụng trong mọi loại Rơle cơ điện của Omron.

Lưu ý: Tiếp điểm rơle của Omron tuân thủ RoHs (các hạn chế về hóa chất độc hại).

 

Hoạt động của Tiếp điểm

Hoạt động của tiếp điểm nhìn có vẻ đơn giản. Chúng mở và đóng!

Tuy nhiên, thời gian hoạt động này lại vô cùng quan trọng đối với nhiều ứng dụng và các kỹ sư không những phải dựa vào dữ liệu của nhà sản xuất mà còn phải dựa vào tính nhất quán mà mọi rơle sẽ đạt các thông số kỹ thuật này.

Thời gian vận hành là thời gian từ khi cấp điện cho cuộn dây đến khi tiếp điểm đầu tiên đóng, không bao gồm sự nẩy tiếp điểm.

Thời gian nhả là thời gian cần để tiếp điểm mở sau khi đã ngừng cấp điện cho cuộn dây rơle.

Các thông số kỹ thuật khác bao gồm Điện áp Phải Vận hành  và Điện áp Phải Nhả.  Những thông số kỹ thuật này xác định điện áp tối thiểu cần để đóng tiếp điểm và điện áp tối đa mà tại đó tiếp điểm
sẽ mở.

Mòn Tiếp điểm

Tiếp điểm rơle là bộ phận hoạt động nhiều nhất của rơle và dễ bị mòn.

Mỗi lần tiếp điểm của rơle được đóng hoặc mở, có sự mài mòn nhất định ảnh hưởng đến hiệu suất của rơle cơ điện theo thời gian.

Mòn tiếp điểm là do:

Nhấp vào mỗi nhân tố ở trên để tìm hiểu thêm…

Vật liệu làm Tiếp điểm

Vật liệu làm tiếp điểm thích hợp tăng cường hiệu suất của Rơle cơ điện.

Lý tưởng là tiếp điểm rơle sẽ có độ dẫn điện cao, bề mặt rất sạch mà không bị ô xi hóa, độ chống mài mòn cao và diện tích bề mặt mang điện hiệu quả.

Để đáp ứng được những yêu cầu này, rơle sử dụng nhiều loại vật liệu làm tiếp điểm, chẳng hạn như những loại được liệt kê ở đây.

Như bạn có thể thấy, các kim loại quý thường được sử dụng đơn lẻ hoặc kết hợp với các vật liệu khác để nâng cao hiệu suất của tiếp điểm.

Tiếp điểm Tự làm sạch

Một số tiếp điểm được thiết kế có hình cầu và phần ứng kết nối với tiếp điểm được phép vượt quá vị trí. Điều này dẫn đến việc lau tiếp điểm hoặc làm sạch bề mặt của chính nó và của tiếp điểm liên hợp!

Hoạt động cơ học này giúp duy trì điện trở tiếp xúc thấp theo thời gian.

Cấu hình Tiếp điểm

Vì rơle là công tắc, thuật ngữ áp dụng cho công tắc cũng được áp dụng cho rơle. Một rơle sẽ chuyển mạch một hoặc nhiều cực, mỗi cực của những tiếp điểm này có thể được đóng mở khi cấp điện cho cuộn bằng một trong ba cách:

  • Tiếp điểm thường mở (NO) kết nối mạch khi rơle được cấp điện; mạch bị ngắt kết nối khi rơle bị ngắt điện. Tiếp điểm này còn được gọi là tiếp điểm Kiểu A hoặc tiếp điểm “đóng”.
  • Tiếp điểm thường đóng (NC) ngắt kết nối mạch khi rơle được cấp điện; mạch được kết nối khi rơle bị ngắt điện. Tiếp điểm này còn được gọi là tiếp điểm Kiểu B hoặc tiếp điểm “ngắt”.
  • Tiếp điểm chuyển đổi (CO) hoặc hai tiếp điểm (DT) kiểm soát hai mạch: một tiếp điểm thường mở và một tiếp điểm thường đóng có một cực chung (xem ảnh). Tiếp điểm này còn được gọi là tiếp điểm Kiểu C hoặc tiếp điểm “chuyển mạch” (“ngắt rồi đóng”). Nếu loại tiếp điểm này sử dụng chức năng ” đóng rồi ngắt ” thì được   gọi là tiếp điểm Kiểu Dcontact.Nhấp vào hình để xem tóm tắt.
Sự nẩy Tiếp điểm

Sự nẩy tiếp điểm (còn được gọi là rung) là một đặc điểm phổ biến của cả công tắc và rơle cơ điện.

Tiếp điểm rơle thường được làm bằng kim loại đàn hồi bị ép tiếp xúc bằng bộ tác động. Khi các tiếp điểm đập vào nhau, lực xung và lực đàn hồi của chúng tác động với nhau tạo ra sự nẩy (lập bập).

Kết quả là một dòng điện có xung nhanh thay vì sự chuyển tiếp trơn tru từ không có điện đến toàn bộ dòng điện. Ảnh hưởng thường không quan trọng trong mạch điện, nhưng gây ra vấn đề trong một số mạch tương tự logic phản ứng đủ nhanh để dịch sai xung bật-tắt là một luồng dữ liệu.

Công nghệ Rơle Phần 2

Giới thiệu  my relay Rơ le MY omron

Giờ đây bạn đã hiểu biết khá nhiều về cách cấu tạo rơle, cách chúng vận hành và các nhân tố ảnh hưởng đến sự vận hành của rơle, chúng ta sắp xem xét về kết nối rơle ở phía nhà máy.

Thiết bị được gắn với phía tiếp điểm của rơle sẽ có
tác động lớn đến hoạt động và độ bền của rơle. Nhưng vì sao?

Trong bài học về công nghệ rơle này, bạn sẽ tìm hiểu về:

  • Cách các tải khác nhau ảnh hưởng như thế nào đến hoạt động của rơle
  • Những tải nào làm giảm tuổi thọ dự kiến của rơle và cách các rơle được bảo vệ khỏi sự mài mòn này.
  • Cách xác định, cho một loại tải cho trước, lượng dòng điện và điện áp mà một rơle có thể xử lý.
  • Một số cấu hình rơle phổ biến

Tải của Rơle

Một “tải” là một thiết bị được cấp điện bởi mạch điện.

Việc chọn rơle và hiệu suất của rơle qua thời gian chịu ảnh hưởng của loại tải được kết nối với rơle.

Tải thường được phân loại là yêu cầu năng lượng Dòng điện Xoay chiều hoặc Dòng điện Một chiều và được phân loại chi tiết hơn theo bản chất chủ yếu là Điện, ,Điện dung hoặc Cảm ứng.

Mỗi loại tải có những nhu cầu độc nhất với các tiếp điểm rơle. Chọn sai loại rơle hoặc vận hành rơle vượt ra ngoài thông số kỹ thuật cho một loại tải cho trước, có thể làm giảm đáng kể tuổi thọ của rơle.

CLICK để xem thêm các loại tải >>

Dòng điện Kích từ

Dòng điện kích từ là dòng điện đầu vào tối đa, tức thời được tạo ra bởi một thiết bị điện khi được bật lần đầu tiên!

Dòng điện kích từ đi vào trong tải và sau một thời gian ngắn sẽ đạt được giá trị trạng thái ổn định.

Lưu ý biên độ của dòng điện kích từ (dòng điện cực đại) lớn hơn nhiều so với dòng điện có trạng thái ổn định. Mỗi loại tải sẽ ảnh hưởng đến dòng điện kích từ một cách khác nhau.

Ví dụ: Dòng điện kích từ của một động cơ, là một tải cảm ứng, có thể lớn hơn 5 đến 10 lần về biên độ so với dòng điện có trạng thái ổn định!

Lưu ý: Việc tăng vọt này của dòng điện xảy ra khi chuyển mạch cả Tải Dòng điện Xoay chiều và Dòng điện Một chiều. Dòng điện kích từ của tải diện dung là có hại nhất.

Bảo vệ Tiếp điểm

Trong những năm qua, các kỹ sư đã phát minh ra rất nhiều cách để giúp bảo vệ tiếp điểm khỏi sự tăng đột biết dòng điện hoặc sự phóng hồ quang ngoài việc chọn vật liệu làm tiếp điểm phù hợp.

Trong mạch lân cận, năng lượng sẽ gây ra hồ quang được hấp thụ bởi mạch RC cùng với tiếp điểm rơle. Điều này giúp giảm thiểu hồ quang và sự hư hại cho tiếp điểm.

Phải xem xét các chỉ tiêu thiết kế điện nhất định khi chọn điện trở và bộ tụ điện để tối ưu hóa sự bảo vệ.

Mạch này đôi khi được gọi là “mạch bảo vệ”

Điện áp và Dòng điện

Mức dòng điện và điện áp mà rơle có thể chuyển mạch an toàn được biểu thị cả trong bảng và trong biểu đồ.

Biểu đồ Chuyển mạch Tối đa này, dành cho rơle G2R-1-S biểu thị giới hạn của tiếp điểm cho cả Dòng điện Xoay chiều và Dòng điện Một chiều và tải điện trở cùng với tải cảm ứng.

Mặc dù công suất chuyển mạch dòng điện của rơle này là 10A cho cả tải điện trở và cảm ứng ở Dòng điện Một chiều 10V, chúng ta muốn kiểm tra công suất dòng điện tại Dòng điện Một chiều 24V.

Theo đường màu đỏ từ 24V lên tới đường tải Cảm ứng Dòng điện Một chiều và chuyển sang trái từ điểm giao cắt, chúng ta thấy khả năng tiếp điểm được giảm xuống 7A tại mức điện áp cao hơn này.

Bạn phải luôn tham khảo bản dữ liệu sản phẩm để biết chi tiết về việc cài đặt, sử dụng và các giới hạn điện phù hợp của rơle để đảm bảo an toàn và tuổi thọ hoạt động cao.

Độ bền của Rơle

Độ bền của rơle liên quan đến cả loại tải và dòng điện được các tiếp điểm của nó chuyển mạch.

Tại đây, chúng ta có thể xem độ bền của rơle đó tăng đối với:

  • Tải điện trở
  • Chuyển mạch điện áp thấp hơn
  • Chuyển mạch dòng điện thấp hơn

Ví dụ khi chuyển mạch tải điện trở Dòng điện 4A, 30VDC độ bền dự kiến là 350.000 lần vận hành.

Chúng ta cũng có thể thấy rằng độ bền của rơle giảm đối với:

  • Tải cảm ứng
  • Điện áp cao hơn
  • Dòng điện mạnh hơn

Khi cùng một Dòng điện Một chiều 4A, 30VDC vận hành một tải cảm ứng, số lần vận hành dự kiến giảm hơn 50% còn 150.000!

Cấu hình – 1

Cấu hình rơle thay đổi theo chức năng của chúng.

Thông thường, cần có nguồn điện cho cả phía cuộn dây và phía tiếp điểm của rơle. Hai bộ cấp điện không cần phải có cùng điện áp hoặc hoặc thậm chí có cùng loại điện. Một bộ cấp điện có thể là Dòng điện Xoay chiều và bộ cấp điện còn lại là Dòng điện Một chiều.

Ví dụ: cuộn dây hoặc phía đầu vào của rơle có thể được vận hành bằng Dòng điện Một chiều điện áp thấp nhưng tiếp điểm đầu ra có thể chuyển mạch Dòng điện Xoay chiều 110VAC.

Tuy nhiên, rơle còn được sử dụng để chuyển mạch dữ liệu mức thấp hoặc tín hiệu âm thanh và không cấp điện để vận hành động cơ hoặc bóng đèn.

Đóng công tắc và xem rơle bật tải!

Cấu hình – 2

Rơle có thể chuyển mạch nhiều đầu ra bằng một lệnh đầu vào.

Khi rơle được cấp điện, tất cả các tiếp điểm trong rơle sẽ chuyển mạch cùng một lúc.

Trong một số ứng dụng, có thể chuyển mạch bằng một rơle duy nhất các mạch yêu cầu điện áp khác nhau hoặc kết hợp Dòng điện Xoay chiều và Một chiều
nếu các tiếp điểm có đủ công suất và cách điện thích hợp.

Trong một số ứng dụng, tất cả tiếp điểm mang điện áp và dòng điện giống nhau nhưng thông tin qua mỗi tiếp điểm có thể khác nhau.
Ví dụ: có thể sử dụng một rơle để chuyển mạch cả tín hiệu âm thanh kênh bên trái và bên phải, mỗi tín hiệu trên một nhóm tiếp điểm riêng.

Bật rơle và xem nó chuyển mạch nhiều tải  trên các điện áp khác nhau.

Cấu hình – 3

Có thể cấu hình rơle kết hợp với các thiết bị khác để duy trì hoặc trì hoãn hoạt động của thiết bị.

Đây là một ví dụ về rơle được kết hợp với thiết bị hẹn giờ. Tín hiệu điều khiển khởi động thiết bị hẹn giờ và khi thời gian này kết thúc, rơle được cấp điện và tải BẬT.

Bật rơle và xem đầu ra bị trễ.

 

 

 

Nhóm Rơle Cơ của Omron

Giới thiệu

Trong bài học cuối cùng này, chúng ta sẽ xem xét dòng sản phẩm Rơle phổ biến của Omron.

Có rất nhiều loại sản phẩm cho ứng dụng công nghiệp đến các dự án thương mại phổ cập và trong đó có bao gồm đèn xi nhan trong ô tô của bạn!

Chúng ta cũng sẽ xem xét một số phụ kiện có sẵn cho rơle cơ điện và nguyên tắc đảm bảo cho chất lượng của rơ le nói riêng, cũng như các sản phẩm khác của Omron.

 

 

Dòng Sản phẩm

Giờ đây chúng ta biết rằng rơle được xếp loại theo điện áp cuộn dây khác nhau, điện áp và dòng điện khác nhau của tiếp điểm, số lượng tiếp điểm khác nhau và cấu hình tiếp điểm khác nhau.

Nhiều rơle có tính năng giảm phóng hồ quang của tiếp điểm, cho phép quan sát bằng mắt về hoạt động của rơle, có các nút kiểm tra để hỗ trợ khắc phục sự cố và có sẵn nhiều kiểu nối khác nhau để phù hợp với cách lắp đặt mong muốn.

Rơ le MY omron

Rơ le LY

Rơ le công suất MKS

Phụ kiện và Khớp nối

Phụ kiện rơle phổ biến nhất là đế cắm rơle. Đế cắm cho phép đi dây nối cuộn, tiếp điểm và mọi mạng điện khác cho một ứng dụng định trước.

Các phụ kiện khác, như trong trường hợp của G2RV, có các cáp nối đi trực tiếp từ đế rơle tới PLC.

Nhấp vào từng tùy chọn kết nối để tìm hiểu thêm!

Không có vít

Đế cắm bắt Vít

Cáp nối

Tuyên bố Chất lượng và Độ tin cậy

Rơle cơ điện của Omron không thua kém bất cứ đối thủ cạnh tranh nào. Các biện pháp đảm bảo chất lượng chặt chẽ được thực hiện cho mỗi rơle được sản xuất! Trên thực tế, rơle của Omron được kiểm tra chất lượng 100% , nghĩa là mỗi rơle đều trải qua thử nghiệm chứ không chỉ một mẫu được chọn.

Nhấp vào hình QA để xem Tuyên bố Chất lượng và Độ tin cậy của Omron!