Rơ Le Điện Từ Là Gì? Cấu Tạo, Nguyên Lý và Ứng Dụng Chi Tiết

Trong các hệ thống điện và tự động hóa, chúng ta cần những thiết bị có khả năng đóng/cắt mạch điện một cách tự động để bảo vệ và điều khiển. Bên cạnh các loại rơ le nhiệt hay rơ le bảo vệ chuyên dụng, rơ le điện từ là một linh kiện cơ bản nhưng cực kỳ quan trọng, được ví như “trái tim” của nhiều mạch điều khiển. Hãy cùng khám phá chi tiết về thiết bị thú vị này trong bài viết dưới đây.

Rơ Le Điện Từ Là Gì? (Định Nghĩa Dễ Hiểu)

Hãy tưởng tượng bạn có một công tắc nhỏ, dùng một dòng điện rất yếu để điều khiển một công tắc lớn hơn, có khả năng bật/tắt một thiết bị công suất cao như động cơ hay máy sưởi. Đó chính là vai trò kỳ diệu của rơ le điện từ.

Về mặt kỹ thuật, Rơ le điện từ là một loại công tắc (switch) hoạt động bằng điện. Nó sử dụng một dòng điện nhỏ chạy qua cuộn dây để tạo ra từ trường, từ trường này sẽ tác động cơ học để đóng hoặc ngắt một mạch điện khác, thường là mạch có công suất lớn hơn. Chức năng chính của nó là cách ly và khuếch đại tín hiệu điều khiển.

Cấu Tạo Cơ Bản Của Một Rơ Le Điện Từ

Một rơ le điện từ tiêu chuẩn bao gồm 3 thành phần chính:

Nam châm điện (Electromagnet)

Đây là bộ phận tạo ra lực hút. Nó bao gồm:

  • Cuộn dây (Coil): Là một cuộn dây đồng quấn quanh lõi sắt. Khi có dòng điện chạy qua, nó sẽ tạo ra từ trường.
  • Lõi sắt (Core): Một lõi sắt non có tác dụng tập trung và khuếch đại từ trường sinh ra bởi cuộn dây.

Phần ứng (Armature)

Đây là một miếng kim loại có thể chuyển động, được đặt gần nam châm điện. Nó được giữ ở vị trí ban đầu bởi một lò xo. Khi nam châm điện hoạt động, nó sẽ hút phần ứng này về phía nó.

Hệ thống tiếp điểm (Contacts)

Đây là bộ phận thực hiện việc đóng/cắt mạch điện. Nó được gắn liền với phần ứng và bao gồm các loại tiếp điểm:

  • Tiếp điểm thường mở (NO – Normally Open): Ở trạng thái bình thường, tiếp điểm này bị hở. Nó sẽ đóng lại khi rơ le hoạt động.
  • Tiếp điểm thường đóng (NC – Normally Closed): Ở trạng thái bình thường, tiếp điểm này được đóng. Nó sẽ mở ra khi rơ le hoạt động.
  • Tiếp điểm chung (COM – Common): Là điểm chung để chuyển đổi giữa NO và NC.

Nguyên Lý Hoạt Động Của Rơ Le Điện Từ

Nguyên lý làm việc của rơ le điện từ dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, diễn ra theo các bước sau:

  1. Trạng thái nghỉ (Không có điện): Khi cuộn dây không được cấp điện, không có từ trường. Lò xo giữ phần ứng ở vị trí ban đầu, lúc này tiếp điểm chung (COM) đang nối với tiếp điểm thường đóng (NC).
  2. Trạng thái hoạt động (Cấp điện): Khi một dòng điện (đáp ứng đủ điện áp định mức) được cấp vào hai đầu cuộn dây, nó sẽ sinh ra một từ trường mạnh trong lõi sắt.
  3. Tác động đóng/cắt: Lực từ trường này sẽ thắng lực kéo của lò xo và hút phần ứng về phía lõi sắt. Khi phần ứng di chuyển, nó sẽ làm tiếp điểm chung (COM) ngắt kết nối với tiếp điểm thường đóng (NC) và chuyển sang nối với tiếp điểm thường mở (NO). Mạch điện thứ hai được kết nối với NO và COM sẽ được đóng lại.
  4. Trở về trạng thái nghỉ: Khi ngắt dòng điện khỏi cuộn dây, từ trường biến mất. Lò xo ngay lập tức kéo phần ứng trở về vị trí ban đầu, khiến tiếp điểm COM ngắt khỏi NO và nối lại với NC.

Phân Loại Rơ Le Điện Từ Phổ Biến

Rơ le điện từ được phân loại dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau:

  • Theo nguồn điện cuộn hút: Rơ le DC (sử dụng nguồn một chiều) và Rơ le AC (sử dụng nguồn xoay chiều).
  • Theo số cặp tiếp điểm: Rơ le 1 cặp tiếp điểm (SPDT), 2 cặp tiếp điểm (DPDT),…
  • Theo cấu tạo và đế cắm: Có các loại chân tròn, chân dẹt và đi kèm với các loại đế cắm (đế tròn, đế vuông) tương ứng để dễ dàng lắp đặt trên tủ điện.

Chức Năng và Ứng Dụng Thực Tế

Với khả năng đóng cắt tự động và cách ly an toàn, rơ le điện từ được ứng dụng cực kỳ rộng rãi:

  • Trong tủ điện công nghiệp: Dùng làm rơ le trung gian để cách ly, nhân tín hiệu điều khiển từ các bộ lập trình PLC đến các thiết bị đóng cắt lớn như Contactor.
  • Trong mạch điều khiển tự động: Tự động bật/tắt máy bơm, quạt thông gió, hệ thống chiếu sáng khi nhận tín hiệu từ các cảm biến (nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm…).

Trong các hệ thống an toàn: Ngắt nguồn của máy móc khi có tín hiệu từ nút dừng khẩn cấp hoặc các cảm biến an toàn.

  • Trong các thiết bị điện tử gia dụng: Điều khiển máy nén trong tủ lạnh, điều hòa, hoặc các bộ phận trong lò vi sóng.

 

Lời Kết

Tuy có cấu tạo và nguyên lý đơn giản, rơ le điện từ lại là một trong những linh kiện nền tảng, không thể thiếu trong thế giới tự động hóa và điều khiển điện. Nó cho phép chúng ta dùng những tín hiệu nhỏ và an toàn để điều khiển những tải công suất lớn một cách hiệu quả. Việc lựa chọn các loại rơ le chất lượng, phù hợp với ứng dụng là yếu-tố-quan-trọng để đảm bảo độ tin cậy của toàn hệ thống. Tại Fuco, chúng tôi luôn sẵn sàng tư vấn để bạn chọn được những linh kiện tốt nhất cho giải pháp của mình.