Rơ le nhiệt có cấu tạo và nguyên lý hoạt động như thế nào?

Nhu cầu sử dụng điện năng của con người ngày càng tăng cao và đi theo đó là sự quá tải, nhiều sự có cháy nổ điện xảy ra. Trên thực tế đó, người ta đã phát minh ra một loại thiết bị có năng bảo vệ động cơ, mạch điện khỏi bị quá tải hay các thiết bị điện tránh được hỏng hóc do sự thay đổi đột của dòng điện. Đó chính là Rơ le nhiệt. Vậy thiết bị này có cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động ra sao? Có những loại rơ le nào? Hãy cũng LabVIETCHEM đi tìm hiểu qua nội dung bào viết sau đây nhé!

Định nghĩa rơ le nhiệt là gì?

Rơ le là một thiết bị dùng để bảo vệ các mạch điện và thiết bị điện không bị hỏng khi dòng điện quá tải, tăng lên đột ngột. Rơ le nhiệt còn có một tên gọi khác là relay.

Rơ le nhiệt có chức năng đóng cắt các tiếp điểm khi dòng điện tăng mạnh sinh ra nhiệt tác động lên thanh kim loại khiến chúng bị giãn nở ra. Nhờ sự có mặt của nó mà các thiết bị điện và máy móc sẽ hoạt động ổn định hơn cũng như không bị hư hỏng khi quá tải. Chính vì vậy, rơle nhiệt được ứng dụng trong hầu hết các hệ thống điện từ công nghiệp tới dân sự.

Máy Rơ le nhiệt hay còn gọi là relay

Hiện nay, rơ le nhiệt được sử dụng trong dòng điện áp xoay chiều có công suất là 500V, tần số 50Hz. Ngoài ra còn có loại mới lđm lên tới 150A và 440V cho dòng điện một chiều.

Vì thời gian làm việc của rơ le nhiệt chỉ diễn ra trong thời gian ngắn khoảng vài giây hoặc lâu nhất cũng chỉ vài phút nên nó chưa đảm bảo có thể dùng để bảo vệ ngắn mạch được. Do đó người ta thường lắp kèm thêm cầu chì cùng với rơ le nhiệt để tạo nên hệ thống bảo vệ ngắn mạch tốt và hiệu quả hơn.

Tham khảo ngay >> Các loại cân phân tích điện tử phòng thí nghiệm tại LabVIETCHEM | Báo giá cực tốt

Ai đã phát minh ra rơ le?

Rơ le được phát minh lần đầu tiên vào năm 1835 bởi Joseph Henry – một nhà tiên phong điện từ người Mỹ trong một cuộc biểu tình tại Đại học New Jersey. Khi đó Henry đã sử dụng một nam châm điện nhỏ để bật và tắt một cái lớn hơn và suy đoán rằng rơle có thể được sử dụng để điều khiển các máy điện trong khoảng cách rất dài.

Henry đã áp dụng ý tưởng này cho một phát minh khác của mình lúc đó điện báo điện tử - tiền thân của điện thoại. Sau đó nó tiếp tục được phát triển thành công bởi William Cooke và Charles Wheatstone ở Anh và nổi tiếng hơn nữa bởi Samuel FB Morseở Mỹ.

Rơ le sau đó được sử dụng trong chuyển mạch điện thoại và máy tính điện tử đời đầu và nó vẫn rất phổ biến cho đến khi bóng bán dẫn xuất hiện vào cuối những năm 1940.

Joseph Henry - Người phát minh ra Rơ le

Cấu tạo của rơ le nhiệt

Về cấu tạo, rơ le nhiệt thường bao gồm các bộ phận sau:

 Hình ảnh mô tả cấu tạo rơ le nhiệt

1. Đòn bẩy

2. Tiếp điểm thường đóng

3. Tiếp điểm thường mở

4. Vít chỉnh dòng điện tác động

5. Thanh lưỡng kim

6. Dây đốt nóng

7. Cần gạt

8. Nút phục hồi

Có thể nói rơ le nhiệt có cấu tạo không quá phức tạp và cách sử dụng cũng rất đơn giản.

 Máy đo và kiểm soát DO (oxy hòa tan) online HI8410 Hanna

Nguyên lý hoạt động của rơ le nhiệt

Như đúng tên gọi của mình, rơ le nhiệt có nguyên lý hoạt động dựa trên sự thay đổi nhiệt độ của dòng điện. Khi dòng điện quá tải sẽ sinh ra một lượng nhiệt rất lớn đốt nóng tấm kim loại của rơ le dẫn đến hiện tượng bị giãn nở. Phiến kim loại kép có vai trò vô cùng quan trọng trong những thành phần cấu tạo của rơ le nhiệt, nó giúp cho thiết bị hoạt động hiệu quả. Phiến kim loại kép này được tạo thành từ hai thanh kim loại có chỉ số giãn nở khác nhau ghép lại.

Thông thường, thanh kim loại thứ nhất sẽ là thanh có chỉ số giãn nở thấp hơn và thương được làm từ chất liệu invar (64% Fe + 36% Ni). Còn thanh kim loại thứ 2 sẽ có chỉ số giãn nở lớn hơn và thường được làm từ đồng thau hoặc thép niken - crom nên có độ giãn nở gấp khoảng 20 lần so với invar.

Khi dòng điện đi vào có sự thay đổi đột ngột, một nhiệt lượng lớn được sinh ra và tác động lên thanh thép kép khiến cho nó uốn theo chiều thanh kim loại có chỉ số giãn nở thấp hơn để cho dòng điện trực tiếp chạy qua hoặc dây điện trở bao quanh. Độ uốn cong của thanh kim loại sẽ phụ thuộc vào độ dài và độ dày của nó. Nếu muốn độ uốn cong lớn thì yêu cầu phiến kim loại dài và mỏng, còn nếu cần lực đẩy mạnh thì cần chế tạo phiến kim loại rộng, ngắn và dày.

Chức năng của rơ le

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

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

- Giám sát toàn bộ 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. 

Có mấy loại rơ le nhiệt?

Trên thị trường đang phân phối rất nhiều loại rơ le nhiệt, tùy vào từng tiêu chí mà người ta chia thiết bị này thành những nhóm khác nhau. Cụ thể:

- Dựa theo tiêu chí kết cấu rơ le nhiệt được chia làm hai loại: Rơ le hở và rơ le kín

- Theo yêu cầu sử dụng sẽ có: rơ le nhiệt một cực và rơ le nhiệt hai cực

- Dựa theo phương thức đốt nóng, rơ le nhiệt được chia làm ba loại: rơ le đốt nóng trực tiếp, rơ le đốt nóng gián tiếp và rơ le đốt nóng hỗn hợp. Theo tiêu chí này thì loại rơ le hỗn hợp được sử dụng phổ biến nhất vì nó có tính nhiệt ổn định tương đối tốt đồng thời phù hợp để làm bội số quá tải gúp đảm bảo an toàn cho thiết bị và người sử dụng.

- Ngoài ra, rơ le nhiệt còn có các loại: rơ le nhiệt 3 pha, rơ le nhiệt 1 pha,...

Các loại rơ le nhiệt được sử dụng phổ biến năm 2022

Một số loại rơ le nhiệt được sử dụng phổ biến hiện nay:

- Rơ le nhiệt 1 pha: Sử dụng cho dòng điện 220V. Hiện nay hầu hết các thiết bị điện trong gia đình đều dùng loại rơ le nhiệt 1 pha này. Nó giúp ngăn chặn rủi ro khi có sự cố dòng điện quá tải hoặc cháy động cơ.

- Rơ le nhiệt 3 pha: được dùng với những thiết bị điện 3 pha có công suất hoạt động lớn từ 3KW đến 5KW (các thiết bị điện trong ngành công nghiệp). Rơ le nhiệt có nhiệm vụ tách nguồn điện ra khỏi động cơ của thiết bị điện khi có sự cố bất ngờ xảy ra, giúp tránh hư hỏng ngoài ý muốn.

- Rơ le nhiệt nồi cơm điện: Loại Rơ le này được thiết kế dạng hình tròn nhỏ, mặt dưới thiết kế gắn với lò xo và được gắn vào giữa mâm nhiệt của nồi cơm. Rơ le trong nồi cơm điện có công dụng ngắt dòng điện khi nhận thấy dấu hiệu của sự quá tải dòng điện. Khi cơm chín ( nhiệt độ đạt đỉnh mức giới hạn), Rơ le nhiệt sẽ tự động ngắt để đảm bảo an toàn cho dòng điện.

 Rơ le nhiệt nồi cơm điện

- Rơ le nhiệt bàn là: Loại rơ le này có nguyên lý hoạt động là khi nhiệt độ tăng, phiến kim loại kép sẽ cong khiến mạch điện bị ngắt, khi nhiệt độ giảm xuống thì phiến kim loại kép sẽ thẳng ra và nối lại mạch điện, bàn là lại được đốt nóng lên. 

- Rơ le nhiệt máy bơm nước: Loại rơ le này có tác dụng bảo vệ máy bơm khi hiện hiện tượng quá tải trong quá trình hoạt động. Máy bơm hoạt động liên tục, trường hợp không có nước máy sẽ nóng lên khiến Rơ le nhiệt bắt đầu giãn nở và ngắt điện. Việc này giúp cho máy không bị chập cháy.

Cách chọn rơ le nhiệt

Khi chọn rơ le nhiệt người dùng cần quan tâm tới những lưu ý sau:

- Chọn đúng dòng rơ le nhiệt phù hợp cho nhu cầu của mình.

- Chọn rơ le nhiệt phù hợp với contacror, thông số này đã được nhà sản xuất ghi ngay trên tờ catologue của sản phẩm.

- Nên chọn những rơ le có dải chỉnh dòng lớn hơn nhu cầu sử dụng một chút để có thể điều chỉnh trong quá trình hoạt động thực tải.

Trên đây là những thông tin về rơ le nhiệt, một thiết bị đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc bảo vệ máy móc, thiết bị sử dụng điện ngày nay. Hãy tiếp tục cùng cập nhật thêm nhiều thông tin hữu ích cùng chúng tôi ở các bài viết tiếp theo tại website labvietchem.com.vn.

XEM THÊM:

>>> Bộ kiểm soát Mini ORP có ngõ ra 4-20mA BL932700 Hanna

Tìm kiếm liên quan:

- Rơ le nhiệt nồi cơm

- Cách chỉnh rơ le nhiệt

- Rơ le nhiệt độ

- Rơ le nhiệt ls