Kiến thức cơ bản về Relay

1Giới thiệu

Relay hay còn gọi là Rờ le, đây là một thiết bị rất thông dụng trong công nghiệp nói chung và ngành tự động hóa nói riêng. Thiết bị này có chức năng đóng mở các tiếp điểm bằng tín hiệu điện. Chúng ta có thể dùng dòng điện thấp để điều khiển đóng mở một mạch có dòng điện cao hơn. Trong bài này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu sơ lược về loại relay này nhé

2Relay hoạt động thế nào?

Relay được cấu tạo chính bởi 2 thành phần là cuộn dây và tiếp điểm. Khi có dòng điện chạy trong cuộn dây, nó sẽ sinh ra một từ trường làm hút tiếp điểm. Từ đó làm đảo trạng thái hiện tại của tiêp điểm. Khi cuộn dây mất điện, các tiếp điểm sẽ không bị hút nữa và trở về trạng thái bình thường của nó.

Hình ảnh ký hiệu relay trong bản vẽ kỹ thuật

 

Một thiết bị Relay hoàn chỉnh sẽ bao gồm 2 thành phần chính như sau:

• Thân Relay: bao gồm các bộ phận chính của relay để hoạt động, bao gồm cuộn dây, tiếp điểm vv…
• Đế cắm hay còn gọi là socket: Với các chân của thân relay thông thường là đã hoạt động được rồi. Tuy nhiên, để dễ dàng đấu nối, chúng ta sẽ có một linh kiện gọi là chân đê hay còn gọi là socket. Chân đế này được gắn vào relay và đưa các chân tiếp điểm của relay ra các đầu dây hoặc dạng vặn vít để tiện đấu nối. Các bạn có thể xem hình minh họa ở  phía trên

Khi chúng ta chọn relay, chúng ta phải để ý thân relay và chân đế phải đi phù hợp với nhau. Chủ yếu là 2 yếu tố chính: số lượng chân cắm của relay và loại chân cắm (dẹp hay tròn)…

3Nguyên lý hoạt động

Chúng ta đã biết cách hoạt động của relay ở phần trên, nhưng tại sao relay lại có thể hoạt động được như thế thì chúng ta hãy cùng xem cấu tạo bên trong relay để biết nguyên lý của nó nhé.

Dòng điện chạy qua relay trung gian sẽ chạy qua cuộn dây bên trong. Nó tạo ra một từ trường hút. Từ trường hút này tác động lên một đòn bẩy bên trong. Hiện tượng này làm đóng hoặc mở các tiếp điểm điện. Từ đó sẽ làm thay đổi trạng thái của relay. Số tiếp điểm điện bị thay đổi có thể là 1 hoặc nhiều, tùy vào thiết kế.

Relay có 2 mạch độc lập nhau hoạt động. Một mạch điều khiển cuộn dây của relay: Cho dòng chạy qua cuộn dây hay không (hay có nghĩa là điều khiển relay ở trạng thái ON hay OFF). Một mạch điều khiển dòng điện ta cần kiểm soát có qua được relay hay không dựa vào trạng thái ON hay OFF của relay.

 

 

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 (Normally Closed): Nghĩa là bình thường nó đóng. Nghĩa là khi rơ le ở trạng thái OFF, chân COM sẽ nối với chân này.
• NO (Normally Open): Khi rơ le ở trạng thái ON (có dòng chạy qua cuộn dây) thì chân COM sẽ được nối với chân này.

Do đó, chúng ta sẽ kết nối COM và NC khi bạn muốn có dòng điện cần điều khiển khi rơ le ở trạng thái OFF. Và khi rơ le ON thì dòng này bị ngắt. Ngược lại thì nối COM và NO.

4Phân loại Relay

Có 2 yếu tố chính để chúng ta lựa chọn Relay như sau:

• Mức điện áp điều khiển: AC hay DC. Các mức điệp áp thông dụng là 5VDC, 12VDC, 24VDC hoặc 220VAC.
• Số cặp tiếp điểm: thông thường relay sẽ có 1 cặp tiếp điểm, 2 cặp tiếp điểm , 4 cặp tiếp điểm, người ta thường quy chuẩn ra chân như relay 5 chân, 8 chân 14 chân vv.

Loại Relay 5 chân

Việc xác định các chân của 1 loại module relay nhằm mục đích phân biệt relay loại 4 chân, 5 chân 8 chân hoặc 14 chân để đưa vào sử dụng không hề khó khăn. Ví dụ như hình dưới đang là loại role 5 chân 12v.

 

Trong đó nguyên lý hoạt động được thể hiện rõ ràng trên thiết bị. Còn về các chân relay chúng ta chỉ việc đếm các chân inox là xác định được.

Tùy vào từng loại relay 5 chân mà có các nguồn như 5Vdc – 12V – 220V theo yêu cầu. Và tất cả đều được ký hiệu rõ ràng trên từng sản phẩm. Bên cạnh đó chúng ta có thể tham khảo chi tiết hơn trong datasheet đi kèm thiết bị

Bình thường; khi không có nguồn vào thì chân 30 và 87 là tiếp điểm mở. Đồng thời chân 30 và 87a tiếp điểm đóng lại. Khi ta cấp nguồn vào cuộn dây thì lập tức cuộn nam châm phía trong relay sẽ hút 1 lực làm cho chân số 30 và 87 đóng lại tạo thành cặp tiếp điểm thường đóng. Đồng thời tiếp điểm 30 và 87a sẽ hở ra

Sơ đồ đấu dây Relay 5 chân

Các chân của relay 5 chân thông thường được đấu như hình trên.

Loại Relay 8 chân

Relay 8 chân là loại relay có 8 chân inox như hình. Trong đó 2 chân cấp nguồn và 2 cặp tiếp điểm đóng mở điều khiển.

Như hình phía dưới ta thấy relay được bọc 1 lớp kính trong nhìn xuyên thấu bộ phận bên trong. Chính vì thế các dòng rơ le này thường được anh em kỹ thuật gọi tắt là rơ le kiếng

Theo sơ đồ đấu relay 8 chân phía trên chúng ta sẽ thấy 2 cặp tiếp điểm thường đóng và thường mở. Hình trên mình chỉ là hình mình họa để mình mô tả rõ cách đấu relay loại 8 chân để bạn đọc dễ tham khảo.

Theo hình ta đấu cấp nguồn 12 – 24 – 220V tùy loại vào chân 1 và 5 của cuộn dây.

Trong đó 2 cặp tiếp điểm thường mở 2-4 và 6-8. Còn 2 cặp thường đóng là 2-3 và 6-7

Loại Relay 14 chân

Relay kiếng loại 14 chân thực tế nó có tổng 4 cặp tiếp điểm. Trong đó; 13 và 14 luôn là chân cuộn dây cấp nguồn

Về nguyên lý và cách đấu dây relay 14 chân hoàn toàn tương tự như trên.

Từ đó ta kết luận cách hoạt động của relay như sau:

Khi chúng ta đưa nguồn cấp dạng 12V – 24V – 220V. Tùy loại Rơle thì lập tức các tiếp điểm đóng của relay kiếng sẽ chuyển thành tiếp điểm thường mở. Đồng thời các tiếp điểm đang mở trong relay lại đưa về dạng thường đóng

5Ưu điểm và nhược điểm khi sử dụng relay

Có một loại thiết bị có tính năng giống như Relay nhưng được cấu tạo từ chất bán dẫn, đó là Transistor. Relay và transistor đều có cùng chức năng đóng cắt mạch điện. Một cái dùng cơ, một cái dùng bán dẫn. Ví dụ như khi các bạn mua một con PLC, nó cũng sẽ có 2 lựa chọn ngõ ra là loại relay và loại transistor. Vậy khi nào dùng relay, khi nào dùng transitor? Chúng ta hãy cùng so sánh ưu nhược điểm của 2 loại để tìm ra sự lựa chọn tốt nhất nhé.

Ưu điểm

• • Relay có thể đóng cắt AC, DC. Transistor chỉ có thể đóng cắt DC
  • Relay có thể đóng cắt điện áp cao, nhưng transistor thì không thể.
  • Relay là lựa chọn tốt nhất khi đóng cắt dòng lớn (> 5A)
  • Relay có thể đóng cắt nhiều cặp tiếp điểm cùng lúc.

Nhược điểm

• • Relay cồng kềnh hơn transistor khi cần đóng cắt dòng điện nhỏ.
  • Relay không thể đóng cắt nhanh được. Transistor có thể đóng cắt nhiều lần trong một giây
  • Relay tốn điện nhiều hơn do cần phải có dòng điện chạy trong cuộc coil.
  • Ngõ ra của các thiết bị điện tử có thể không cấp đủ dòng cho điều khiển relay. Vì vậy sẽ cần dùng transistor hoặc nguồn điện ngoài để đệm dòng cho relay.