Rơle điện có thể được chia thành hai loại, đó là Rơle điện cơ và Rơle trạng thái rắn.
Rơle cơ điện
Rơle điện cơ là thiết bị có bản chất điện từ và chuyển đổi từ thông được tạo ra bởi tín hiệu DC hoặc AC công suất đầu vào thấp xung quanh rơle thành lực cơ học được sử dụng để vận hành các tiếp điểm điện trong rơle. Rơle điện cơ được sử dụng phổ biến nhất đều có mạch điện; quấn quanh lõi sắt hấp thụ; được gọi là mạch sơ cấp.
Lõi sắt có cả bộ phận cố định gọi là ách và phần ứng là bộ phận có thể di chuyển được bằng lò xo, giúp đóng khe hở không khí giữa phần ứng di chuyển được và cuộn dây điện cố định, do đó hoàn thành mạch từ trường. Phần ứng đóng các tiếp điểm được gắn vào nó và có thể di chuyển tự do giữa từ trường được tạo ra do vị trí xoay hoặc bản lề của nó. Một lò xo hoặc các lò xo được nối giữa phần ứng và chốt để tạo ra hành trình quay trở lại nhằm khôi phục các kết nối về vị trí ban đầu khi cuộn dây rơle bị mất điện hoặc ở trạng thái tắt.
Thi công Rơle Cơ Điện
Hình trên cho thấy rơle đơn giản có hai bộ tiếp điểm dẫn điện. Rơle có thể là “Thường mở” hoặc “Thường đóng”. Cặp tiếp điểm được đặc trưng là thường mở hoặc tạo tiếp điểm và một cặp được đặc trưng là thường đóng hoặc ngắt tiếp điểm. Ở các tiếp điểm Thường mở, các tiếp điểm sẽ mở khi không có nguồn điện đầu vào, chúng chỉ đóng khi có dòng điện kích từ, trong khi ở các tiếp điểm Thường đóng, các tiếp điểm sẽ đóng khi không có nguồn điện đầu vào, chúng chỉ mở khi có dòng điện kích từ. hiện tại trường. Các thuật ngữ này theo mặc định được sử dụng cho các mạch không được cấp điện ở trạng thái tắt.
Các tiếp điểm của rơle là những miếng kim loại dẫn điện, khi tiếp xúc với nhau chúng hoàn thành mạch điện và dẫn dòng điện chạy qua mạch giống như các công tắc. Ở trạng thái mở, chúng có điện trở rất cao tính bằng mega ohm và hoạt động như một mạch hở, trong khi ở trạng thái đóng, chúng hoạt động như một công tắc đóng và lý tưởng nhất là chúng phải có điện trở bằng 0, nhưng luôn có một lượng điện trở tiếp xúc nhất định được gọi là 'điện trở ON'.
Các tiếp điểm và rơ-le mới có điện trở BẬT rất thấp vì các đầu của chúng gọn gàng và mới, nhưng theo thời gian điện trở này sẽ tăng lên. Có một hiệu ứng cong được quan sát thấy ở các tiếp điểm được gọi là hư hỏng ở các đầu tiếp điểm nếu chúng không được bảo vệ đúng cách khỏi tải điện dung và cảm ứng cao. Vì dòng điện sẽ chạy qua các tiếp điểm khi chúng được kết nối và hiệu ứng uốn cong nếu không được kiểm soát sẽ tiếp tục tăng làm cho điện trở lớn, cuối cùng dẫn đến các tiếp điểm bị rách và không dẫn điện ngay cả khi chúng ở trạng thái đóng.
Để giảm hiệu ứng cong và “điện trở BẬT” cao trong dây dẫn cũng như cải thiện tuổi thọ của chúng, các đầu dây dẫn hiện đại được làm hoặc phủ bằng các hợp kim bạc khác nhau. Một số trong số chúng bao gồm Ag (bạc nguyên chất), AgCu (đồng bạc), AgCdO (bạc cadmium oxit), AgW (bạc vonfram), AgNi (bạc niken), Hợp kim bạch kim, vàng và bạc và AgPd (bạc palladi).
Tuổi thọ dài của các tiếp điểm rơle có thể đạt được bằng cách sử dụng kỹ thuật lọc, được thực hiện bằng cách thêm Mạng tụ điện điện trở được gọi là Mạch Snubber song song với các đầu tiếp điểm rơle. Mạch RC này sẽ đoản mạch điện áp cao, cuối cùng sẽ triệt tiêu mọi hiệu ứng uốn cong.
Phân loại rơle cơ điện theo loại tiếp điểm
Vì NO và NC mô tả cách kết nối các tiếp điểm nên chúng cũng có thể được phân loại dựa trên hoạt động của chúng. Chúng có thể được tạo ra bằng cách nối một hoặc nhiều tiếp điểm công tắc còn được gọi là cực, có thể được kết nối thêm bằng cách cấp điện cho cuộn dây rơle tạo ra bốn loại tiếp điểm khác nhau như:
| Kiểu | Sự miêu tả | Ứng dụng |
| Ném đơn cực (SPST) | Nó có một cực duy nhất và đầu ra duy nhất. Nó sẽ bị đóng hoặc bị ngắt kết nối hoàn toàn, không có cái nào ở giữa. | Chúng hoàn hảo cho việc bật và tắt. |
| Ném đôi cực đơn (SPDT) | Nó có một đầu vào duy nhất và hai đầu ra khác nhau. Nó có thể điều khiển hai mạch khác nhau thông qua một đầu vào duy nhất. | Chúng được sử dụng trong các mạch điều khiển và công tắc đầu ra của hệ thống PLC. |
| Ném đơn cực đôi (DPST) | Nó có hai đầu vào và hai đầu ra. Mỗi thiết bị đầu cuối của nó có thể ở vị trí tắt (mở) hoặc ở vị trí bật (đóng). | Chúng được sử dụng làm bộ điều nhiệt để kiểm soát tải điện sưởi ấm. |
| Ném đôi cực (DPDT) | Nó có hai đầu vào và bốn đầu ra. Mỗi đầu vào tương ứng với hai đầu ra. Nó có thể điều khiển hai mạch khác nhau cùng một lúc. | Chúng được sử dụng trong việc lựa chọn nguồn điện và điều khiển ánh sáng, v.v. |
Rơle trạng thái rắn
Rơle thể rắn không có bất kỳ bộ phận chuyển động nào mà sử dụng các đặc tính quang và điện của chất bán dẫn thể rắn để tạo ra sự cách ly và thực hiện chức năng chuyển mạch. Vì chúng không có bộ phận chuyển động không giống như rơle điện cơ nên không có hiện tượng hao mòn của các bộ phận. Chúng cũng cung cấp sự cách ly hoàn toàn giữa các tiếp điểm đầu ra và đầu vào, có điện trở rất cao ở trạng thái mở và rất thấp ở trạng thái dẫn điện. Chúng có chức năng tương tự như rơle điện cơ vì chúng cũng thực hiện các hoạt động chuyển mạch. Chúng tương thích với hầu hết các họ logic IC mà không cần sử dụng bộ khuếch đại, trình điều khiển hoặc mạch đệm bổ sung do yêu cầu công suất điều khiển đầu vào thấp. Tuy nhiên, chúng yêu cầu phải được gắn phù hợp trên các tản nhiệt để tránh quá nóng.
Rơle trạng thái rắn
Tại điểm giao nhau bằng 0 của dạng sóng hình sin AC, Rơle trạng thái rắn loại AC sẽ “BẬT” và nó ngăn dòng điện cao đến. Trong khi chuyển đổi tải điện dung và cảm ứng cao, mạch RC Snubber được sử dụng để loại bỏ nhiễu và điện áp tăng đột biến. Vì thiết bị chuyển mạch đầu ra là rơle bán dẫn trạng thái rắn nên điện áp rơi ở đầu ra rất cao khiến cho nhu cầu về vỏ nhiệt để tránh mạch quá nóng và hư hỏng.
Mô-đun giao diện đầu vào/đầu ra
Mô-đun giao diện Đầu vào/Đầu ra là một thiết kế đặc biệt của rơle bán dẫn trạng thái rắn để kết nối bộ vi điều khiển, máy tính và PIC với các thiết bị chuyển mạch và tải trong thế giới thực. Có bốn loại mô-đun I/O cơ bản, đầu ra mức logic CMOS hoặc điện áp đầu vào AC/DC thành TTL, đầu vào logic CMOS thành điện áp đầu ra AC hoặc DC và TTL. Các mô-đun này chứa tất cả các mạch bắt buộc để cung cấp sự cách ly và giao diện hoàn chỉnh trong một thiết bị nhỏ. Chúng có thể được truy cập dưới dạng các mô-đun trạng thái rắn riêng biệt hoặc được tích hợp vào các thiết bị 4, 8 hoặc 16 kênh.
Bảng so sánh giữa Rơle bán dẫn cơ điện và trạng thái rắn
Rơle điện cơ sử dụng các tiếp điểm cơ học để chuyển mạch và có các bộ phận chuyển động, trong khi Rơle bán dẫn thể rắn sử dụng các thiết bị bán dẫn để chuyển mạch và không có bất kỳ bộ phận chuyển động nào.
| Rơle cơ điện | Rơle bán dẫn trạng thái rắn |
| Họ sử dụng từ trường, cuộn dây, lò xo và các tiếp điểm cơ học để thực hiện chuyển mạch. | Chúng không sử dụng các bộ phận chuyển động, thay vào đó sử dụng các đặc tính quang và điện của chất bán dẫn thể rắn. |
| Do các bộ phận chuyển động nên chúng bị hư hỏng ở các bộ phận. | Chúng không trải qua sự hao mòn của các bộ phận. |
| Chúng có vòng đời tiếp xúc hạn chế và chiếm một căn phòng lớn. Ngoài ra, họ có tốc độ chuyển đổi chậm. | Không có giới hạn nào về không gian lớn hơn và tốc độ chậm. |
| Điện áp đầu vào nhỏ có thể được sử dụng để điều khiển điện áp đầu ra lớn. | Điện áp đầu vào nhỏ có thể được sử dụng để điều khiển điện áp đầu ra lớn. |
| Chúng tiết kiệm chi phí. | Chúng đắt tiền. |
| Chúng có thể chuyển đổi tải điện áp nhỏ và tín hiệu tần số cao như tín hiệu âm thanh và video. | Chúng không thể chuyển đổi tín hiệu tải tần số cao và điện áp nhỏ như tín hiệu video và âm thanh. |
| Chúng có hầu hết các ứng dụng phổ biến trong ô tô và các thiết bị điện tử gia dụng, v.v. | Chúng có hầu hết các ứng dụng phổ biến trong việc chuyển đổi tải AC như điều chỉnh độ sáng ánh sáng, điều khiển tốc độ động cơ, v.v. |
Phần kết luận
Rơle điện là một công tắc bật và tắt mạch điện thông qua tín hiệu điện bên ngoài. Chúng có thể điều khiển dòng điện cao thông qua tín hiệu công suất thấp, cũng được phân loại là bộ chuyển đổi, vì khả năng thay đổi đại lượng vật lý này thành đại lượng vật lý khác. Rơle điện cơ sử dụng từ trường, cuộn dây, lò xo và các tiếp điểm cơ học để thực hiện chuyển mạch. Do các bộ phận chuyển động nên chúng bị hư hỏng ở các bộ phận.
Chúng có vòng đời tiếp xúc hạn chế và chiếm nhiều diện tích, đồng thời chúng có tốc độ chuyển mạch chậm trong khi Rơle bán dẫn trạng thái rắn không sử dụng các bộ phận chuyển động thay vào đó sử dụng các đặc tính điện và quang của chất bán dẫn trạng thái rắn. Chúng không bị hao mòn các bộ phận nhưng đắt tiền.