Relay Là Gì? Cấu Tạo Relay Và Nguyên Lý Hoạt Động Của Relay

Relay là gì? Chức năng và nguyên lý hoạt động ra sao? Tính ứng dụng của Relay như thế nào? Hãy cùng Eleo theo dõi bài dưới dưới đây để giải đáp các thắc mắc trên nhé.

Relay là gì?

Relay hay còn được gọi là Rơ – le, đây là một công tắc điện từ được hoạt động dựa trên một dòng điện tương đối nhỏ có thể bật/tắt một dòng điện lớn hơn rất nhiều. Có thể hiểu đơn giản là relay như một đòn bẩy và thực hiện công việc chuyển mạch. Khi bật relay bằng dòng điện nhỏ nó có thể “đòn bẩy” bật giúp cho thiết bị sử dụng dòng điện lớn hơn nhiều so với dòng điện hiện hành.

Bản chất của relay là một nam châm điện và hệ thống các tiếp điểm đóng cắt, dễ dàng lắp đặt nhờ vào thiết kế module hóa.

Xem thêm: Tụ Điện Là Gì? Các Loại Tụ Điện Và Công Dụng Của Tụ Điện

Chức năng – nhiệm vụ của Relay là gì?

Relay thực hiện nhiệm vụ đó là thu hẹp khoảng cách về cường độ dòng điện trong mạch điện. Với mục đích là cho phép dòng điện nhỏ kích hoạt một dòng có cường độ lớn hơn nó rất nhiều. Công tắc relay dùng để cho phép các thiết bị hay bộ máy lớn có thể sử dụng dòng điện lớn hơn với cường độ nhỏ của dòng điện ban đầu.

Chức năng của relay khá đa dạng, cụ thể như:

• Relay hoạt động giống như một thiết bị bảo vệ, phát hiện dòng các tình trạng quá tải hay dưới dòng…
• Được dùng để chia tín hiệu đến các bộ phận khác trong hệ thống sơ đồ mạch điện điều khiển.
• Bảo vệ các thiết bị điện tránh bị ảnh hưởng bởi biến động đột ngột của cường độ dòng điện.
• Có tác dụng chuyển mạch dòng điện sang các tải khác nhau thông qua tín hiệu điều khiển.
• Kiểm soát các hệ thống an toàn công nghiệp, ngắt điện khi gặp sự cố.
• Có thể sử dụng một vài relay để thực hiện chức năng đơn giản như AND, NOT, OR cho điều khiển tuần tự hoặc khóa liên động an toàn.

Phân loại relay trên thị trường hiện nay

Sau khi hiểu được relay là gì? Eleo sẽ giới thiệu đến bạn các loại rơ – le đang có trên thị trường hiện nay.

Relay là linh kiện được sử dụng phổ biến, có thiết kế đơn giản và giá thành rẻ. Tùy vào mục đích sử dụng mà relay cũng được chia thành nhiều loại với các đặc trưng khác nhau.

Phân loại relay dựa vào trạng thái phân cực

• Relay không phân cực: Cuộn dây trong rơ – le không có bất kỳ cực tính nào và relay vẫn sẽ hoạt động bình thường ngay khi thay đổi cực tính đầu vào.
• Relay phân cực: Cấu tạo từ nam châm điện và nam châm vĩnh cửu, chuyển động phần cứng dựa trên đầu vào. Được ứng dụng chủ yếu ở mục đích điện báo.

Phân loại relay dựa vào nguyên lý hoạt động

• Relay nhiệt điện: Kết hợp giữa 2 kim loại với nhau để tạo thành dải kim loại lưỡng tính. Khi dải này được cấp nhiệt thì mỗi kim loại với nhiệt độ nóng chảy khác nhau dẫn đến bị uốn cong phá vỡ kết nối.
• Relay điện cơ: Kết nối các thiết bị cơ khí khác nhau dựa trên cơ sở nam châm điện và từ đó tạo nên kết nối giữa các tiếp điểm.

• Relay trạng thái rắn: Chất bán dẫn cấu tạo nên relay này để đảm bảo tính hiệu lực, các chuyển đổi diễn ra nhanh hơn và độ bền cao hơn.
• Relay hỗn hợp: Là relay kết hợp của 2 loại relay điện cơ và trạng thái rắn.

Cấu tạo của Rơ – le

Cấu tạo của rơ – le khá đơn giản gồm có:

• Một cuộn dây kim loại thường làm bằng đồng hoặc nhôm và quấn quanh một lõi sắt từ.
• Phần tĩnh của bộ phận này được gọi là ách từ (Yoke).
• Phần động được gọi là phần cứng (Armature) và được kết nối với một tiếp điểm động.

Cuộn dây có tác dụng hút các thanh tiếp điểm để hình thành 2 trạng thái là NO và NC. Còn mạch tiếp điểm sẽ đóng cắt các thiết bị tải với dòng điện nhỏ và cách ly với nhau bằng cuộn hút.

Nguyên lý hoạt động của relay là gì?

• Khi dòng điện công suất nhỏ chạy qua mạch điện thứ nhất nó sẽ làm nam châm điện hoạt động. Do đó, tạo ra từ trường, tín hiệu và sẽ thu hút một tiếp điểm, cũng chính nhờ việc này mà sẽ kích hoạt mạch điện thứ 2. Cho phép thiết bị kết nối sử dụng một dòng điện có đường độ lớn hơn gấp nhiều lần.
• Khi dòng điện được ngắt, nam châm cũng ngừng hoạt động và từ trường không còn tạo ra được nữa. Lúc này, lực kéo của lò xo sẽ kéo tiếp điểm về lại vị trí ban đầu và mạch điện thứ 2 cũng sẽ bị ngắt.

Ứng dụng của relay trong thực tế

• Relay được sử dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp và sinh hoạt nhờ sở hữu tính năng tự động hóa.
• Ứng dụng phổ biến nhất là giám sát hệ thống an toàn công nghiệp hoặc sử dụng để ngắt điện cho các máy móc để đảm bảo an toàn điện.
• Relay chuyển tiếp mạch điện được dùng để đóng ngắt điện trong ngành điện tử như: Tủ điện, tủ điều khiển, hoặc các loại máy móc công nghiệp.
• Ứng dụng tự động hóa, kết hợp cùng với những loại cảm biến như: Cảm biến nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, mực nước,…
• Relay thường được tích hợp trong các ngõ ra của nhiều loại màn hình hiển thị, công tắc cảm biến hoặc thiết bị chuyển đổi tín hiệu.
• Ứng dụng trong các dây chuyền sản xuất, chế biến tự động. Relay nhận biết dựa vào các tín hiệu từ cảm biến để hoạt động và giám sát quy trình vận hành.

Các thông số thường thấy của bộ module relay 

Các thông số thường thấy của bộ module relay như sau:  

Hiệu điện thế kích tối ưu

Đây là một thông số khá quan trọng vì nó sẽ quyết định đến chuyện relay của bạn có sử dụng được hay không. Ví dụ như bạn cần một module relay để thực hiện nhiệm vụ bật tắt bóng đèn có điện áp 220V vào lúc trời tối từ một cảm biến ánh sáng hoạt động ở mức điện áp 5 – 12V. Lúc này thì bạn cần mua loại module relay 5V hoặc module relay 12V kích ở mức cao.

Hiệu điện thế và cường độ dòng điện tối đa

Các thông số này thể hiện mức dòng điện và hiệu điện thế tối đa của những thiết bị mà các bạn muốn đóng/ ngắt có thể đấu dây với relay. Và thường chúng sẽ được in lên trên thiết bị để chúng ta quan sát.

• 10A – 250VAC: Cường độ dòng điện tối đa qua các tiếp điểm của relay là 10A với hiệu điện thế 250VAC.
• 10A – 30VDC: Cường độ dòng điện tối đa qua các tiếp điểm của relay là 10A với hiệu điện thế 30VDC.
• 10A – 125VAC: Cường độ dòng điện tối đa qua các tiếp điểm của relay là 10A với hiệu điện thế 125VAC.
• 10A – 28VDC: Cường độ dòng điện tối đa qua các tiếp điểm của relay là 10A với hiệu điện thế 28VDC.
• SRD-05VDC-SL-C: Hiệu điện thế kích tối ưu là 5V.

Các loại relay phổ biến trên thị trường hiện nay

Relay điện tử

Relay điện tử còn được gọi là relay kiếng hay relay trung gian. Cấu tạo cơ bản của thiết bị relay này gồm: Cuộn dây, cây lau tiếp điểm, lõi sắt, phần ứng,… Thiết bị sẽ hoạt động khi sự xuất hiện của dòng điện, khi đó dòng điện sẽ xuất hiện hiệu ứng điện tử.

Bộ phận ứng khi chịu sự tác động của lực điện từ sẽ giảm lực kéo đối với lò xo hồi vị. Sau đó tiếp điểm sẽ chuyển động để tiếp điểm tĩnh đóng lại. Khi điện trong cuộn dây bị khử hết sẽ làm cho lực hút điện tử cũng bị tiêu tán hết. Lúc này, phần ứng của rơ – le sẽ quay về vị trí ban đầu để tiếp điểm tĩnh được đóng lại.

Hiện nay trên thị trường, relay điện tử được chia thành nhiều loại khác nhau như: Relay điện áp, relay giữ từ, relay dòng điện,…

Relay bảo vệ điện áp

Relay bảo vệ điện áp còn được gọi là relay trung gian. Đây là thiết bị điện tử được sử phổ biến dụng cho việc bảo vệ điện áp trong cuộc sống hiện đại. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của relay bảo vệ điện áp được đánh giá là tương tự với công tắc xoay chiều. Điểm khác biệt duy nhất chính là loại relay này chỉ cho phép dòng điện thấp di chuyển qua nó. Do đó, tải của relay cũng nhỏ hơn. 

Trên thị trường hiện nay, relay bảo vệ điện áp có 2 loại khác nhau là: Relay AC và DC. Chúng sẽ bao gồm đế cùng với tiếp điểm. Loại này cũng được ứng dụng trong các dòng điện nhỏ hơn 5A và nhiều mức điện áp khác nhau. Trong thực tế, dòng relay này có thể dùng trong trường hợp điện áp xuất hiện dấu hiệu bất thường. Lúc đó, thiết bị sẽ ngắt nguồn điện ngay lập tức để bảo vệ an toàn cho những thiết bị điện trong mạch.

Relay bảo vệ dòng

Relay bảo vệ dòng cũng được dùng rất phổ biến. Thiết bị này có nhiều ưu điểm vượt trội như: Độ bền cao, kết nối nhanh chóng, dễ dàng sử dụng, hoạt động đơn giản và độ tin cậy cao. Nó thường là lựa chọn hàng đầu cho quá trình bảo vệ tải điện, động cơ hoặc máy biến áp,… khi xảy sự cố quá tải hay ngắn mạch.

Relay chốt từ tính

Relay chốt từ tính là dòng relay khá mới mẻ trên thị trường Việt nhưng sở hữu rất nhiều ưu điểm. Dòng relay này có tính năng hoạt động giống với relay điện tử hay công tắc tự động. Nó có thể bật hoặc tắt mạch tự động. Tuy nhiên, relay chốt từ tính cũng có điểm khác biệt, chính là việc đóng/ mở của relay sẽ phụ thuộc rất nhiều vào nam châm vĩnh cửu. Relay chốt từ tính muốn kích hoạt sẽ cần phải có tín hiệu điện ở độ rộng phù hợp.

Relay bán dẫn

Đây là một loại relay không tiếp xúc. Nó có thể kết nối hoặc thực hiện việc ngắt kết nối cực kỳ nhanh chóng kể cả khi không tiếp xúc trực tiếp. Vì thế mà relay bán dẫn còn được gọi là công tắc không tiếp xúc. 

Loại relay này được chia thành 2 loại là: AC và DC dựa theo nguồn cung cấp tải. Nếu dựa vào loại công tắc thì thiết bị này sẽ có 2 loại là: Loại thường mở và loại thường đóng. 

Tổng kết

Qua bài viết ở trên chúng ta đã hiểu được relay là gì cũng như các thông tin liên quan về thiết bị này. Relay được dùng rộng rãi trong các ngành công nghiệp dân dụng và điện công nghiệp bởi tính năng tự động hóa. Giúp kiểm soát, ngắt điện cho hệ thống an toàn công nghiệp. Eleo hy vọng những thông tin hữu ích trên sẽ giúp bạn chọn được Relay phù hợp với nhu cầu sử dụng.