Hầu hết các thiết bị điện đều được trang bị các rơle nhiệt. Thiết bị này cho khả năng bảo vệ tốt các thiết bị điện trước tình trạng quá tải, giúp thiết bị vận hành ổn định. Vậy bạn có biết rơle nhiệt là gì cũng như cách chỉnh rơle nhiệt như thế nào không? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu chi tiết những vấn đề này qua chia sẻ ngay dưới đây nhé.
Nội dung chính
Rơ le nhiệt là gì?
Rơ le nhiệt hay còn được gọi là relay nhiệt, có tên tiếng Anh là thermal relay. Đây là một thiết bị điện được sử dụng để bảo vệ quá tải cho động cơ, các thiết bị điện và mạch điện giúp chúng vận hành ổn định. Những chiếc rơ le nhiệt có thể tự đóng – ngắt mạch khi dòng điện xuất hiện tình trạng quá tải nhờ vào cơ chế giãn nở các thanh kim loại khi bị đốt nóng.
Rơle nhiệt được sử dụng rất phổ biến để bảo vệ thiết bị điện
Trong hoạt động thực tế nếu dòng điện không ổn định, động cơ có thể gặp quá tải, tốc độ động cơ giảm, dòng điện trong cuộn dây tăng và nhiệt độ cuộn dây của động cơ sẽ tăng lên. Nếu dòng quá tải nhỏ và thời gian quá tải ngắn, cuộn dây động cơ không vượt quá độ tăng nhiệt độ cho phép thì cho phép quá tải. Tuy nhiên, nếu thời gian quá tải kéo dài, dòng điện quá tải lớn, độ tăng nhiệt của dây quấn động cơ vượt quá giá trị cho phép thì sẽ làm lão hóa dây quấn động cơ, giảm tuổi thọ, thậm chí làm cháy cuộn dây động cơ trong những trường hợp nghiêm trọng. Vì vậy, chúng ta cần những chiếc rơ le nhiệt. Rơ le nhiệt sử dụng nguyên lý tác dụng nhiệt của dòng điện để cắt mạch động cơ trong trường hợp quá tải mà động cơ không thể chịu được, nhằm bảo vệ quá tải cho động cơ.
Rơle nhiệt được phát minh bởi Joseph Henry vào năm 1835. Khi đó ông sử dụng một nam châm nhỏ để bật tắt một cái lớn hơn. Ông đã áp dụng ý tưởng này trong một phát minh khác của mình là điện báo điện tử – tiền thân của điện thoại ngày nay. Sau đó, rơ le nhiệt tiếp tục được nghiên cứu, phát triển bởi William Cooke cùng Charles Wheatstone ở Anh và phổ biến bởi Samuel FB Morse ở Mỹ.
Rơle nhiệt rất đa dạng mẫu mã, chủng loại
Ký hiệu của rơ le nhiệt
Rơ le nhiệt có 3 ký hiệu phổ biến là NO, NC và COM. Cụ thể từng ký hiệu như sau:
- COM (Common): là chân chung, nó luôn ở trong trạng thái kết nối với 1 trong 2 chân còn lại, phụ thuộc vào trạng thái hoạt động của rơle.
- NC (Normally Closed): nếu rơ le ở trạng thái OFF, chân COM sẽ nối với chân NC.
- NO (Normally Open): nếu rơ le trong trạng thái ON (có dòng điện chạy qua cuộn dây) thì chân COM sẽ được nối cùng với chân NO. Kết nối chân COM và chân NC trong trường hợp muốn có dòng điện cần điều khiển khi rơle ở nhiệt trong trạng thái OFF. Nếu rơ le ON thì dòng này sẽ bị ngắt. Ngược lại, thì nối chân COM và chân NO.
Cấu tạo và nguyên lý làm việc của rơ le nhiệt
Một rơ le nhiệt thường có cấu tạo gồm một số bộ phận chính như sau:
- Đòn bẩy
- Tiếp điểm thường đóng
- Tiếp điểm thường mở
- Vít chỉnh dòng điện tác động
- Thanh lưỡng kim
- Dây đốt nóng
- Cần gạt
- Nút phục hồi
Cấu tạo của rơle nhiệt
Rơ le nhiệt bao gồm phần tử gia nhiệt, tấm lưỡng kim và tiếp điểm,… trong đó tấm lưỡng kim là phần tử đo chính . Tấm lưỡng kim có hai loại kim loại có hệ số nở vì nhiệt khác nhau. Bên có hệ số giãn nở nhiệt lớn được gọi là lớp tích cực và bên có hệ số giãn nở nhiệt nhỏ được gọi là lớp thụ động. Sự nở vì nhiệt của tấm lưỡng kim được tạo ra sau khi được nung nóng. Tuy nhiên, do hệ số nở vì nhiệt của hai lớp kim loại khác nhau nên hai lớp kim loại đầu tiên kết hợp chặt chẽ với nhau làm cho tấm lưỡng kim bị uốn cong như một mặt của lớp thụ động. Lực cơ học tạo ra khi tấm lưỡng kim bị uốn cong do nung nóng sẽ dẫn động tiếp điểm chuyển động làm đứt mạch điện.
Nguyên lý làm việc của rơ le nhiệt
Những chiếc rơ le nhiệt có nhiệm vụ bảo vệ mạch, thiết bị điện, động cơ có nguyên lý vận hành như sau: Khi động cơ hoạt động bình thường, phần tử nhiệt của rơ le nhiệt sẽ không tạo ra đủ nhiệt để khởi động chức năng bảo vệ, lúc này tiếp điểm thường đóng của nó sẽ giữ trạng thái đóng. Khi động cơ bị quá tải, phần tử nhiệt của rơ le nhiệt sẽ sinh ra đủ nhiệt để khởi động chức năng bảo vệ. Lúc này tiếp điểm thường đóng của nó sẽ mở (bị ngắt) làm cho động cơ mất điện qua mạch điều khiển, để bảo vệ động cơ.
Sơ đồ cấp nguồn cho rơle
Cách chỉnh rơle nhiệt
Sau khi khắc phục sự cố quá tải điện, rơ le nhiệt nên được đặt lại trước khi bạn tiến hành khởi động lại động cơ để đảm bảo an toàn cho những lần vận hành sau của động cơ.
Nguyên nhân rơ le nhiệt nhảy
Hiện nay rơ le nhiệt được sử dụng cho rất nhiều các thiết bị điện như rơ le nhiệt cho máy bơm nước, tủ lạnh, máy giặt, bình nóng lạnh,…
Rơ le có nhiệm vụ bảo vệ mạch điện, động cơ, thiết bị điện khi gặp quá tải. Do đó mà khi có dòng điện quá tải, rơ le sẽ tự động nhảy để ngắt mạch bảo vệ động cơ, thiết bị điện.
Bản chất cấu tạo của rơ le nhiệt là những phiến kim loại kép có độ giãn nở khác nhau theo nhiệt độ. Khi dòng điện có sự thay đổi đột ngột, nhiệt độ tăng cao sẽ tác động lên thanh kim loại làm chúng giãn nở làm nhảy lơ re. Khi xảy ra hiện tượng nhảy rơ le chỉ cần nhấn nút reset là rơ le sẽ trở lại trạng thái bình thường.
Rơle nhiệt của bình nóng lạnh
Hướng dẫn sử dụng rơle nhiệt
Rơ le nhiệt giúp bảo vệ các thiết bị trước tình trạng dòng điện bị quá tải trong quá trình vận hành. Tuy nhiên, để rơ le có thể phát huy hết khả năng của mình thì bạn cần biết cách sử dụng rơ le.
Để chọn được rơ le nhiệt phù hợp, bạn cần phải nắm được thời gian và dòng điện (gọi tắt là A-s) đây là hai đặc tính cơ bản của rơ le. Để đảm bảo khả năng bảo vệ tốt nhất, bạn cần chọn những rơ le có đường đặc tính A-s gần sát nhất với thông số của thiết bị cần bảo vệ. Nếu chọn rơ le áp suất thấp quá sẽ không sử dụng hết công suất của động cơ điện. Còn chọn rơ le có đường đặc tính A-s cao quá sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị.
Các rơ le nhiệt thường được kết hợp cùng với công tắc giúp bảo vệ thiết bị điện, động cơ để tránh làm việc quá thời gian quy định, quá tải.
Đường đặc tính A-s
Việc điều chỉnh rơ le nhiệt đúng cũng giúp hệ thống vận hành mượt mà, ổn định hơn. Quy tắc chung cho cách chỉnh rơle nhiệt là chỉnh dòng điện rơ le theo dòng điện thực tế. Bạn cũng có thể tham khảo dòng điện được đề xuất từ nhà sản xuất trên nhãn động cơ. Trên thực tế, nên lựa chọn dòng điện định mức của rơle nhiệt bằng với dòng định mức của động cơ cần bảo vệ. Rơle nhiệt có tác động giá trị dao động trong khoảng 1.2 ÷ 1.3 ldm.
Trường hợp trong quá trình hoạt động thực tế, nếu chưa rõ giá trị chỉnh định của dòng điện thì người dùng có thể dùng phương pháp tính tạm thời đơn giản như sau:
- Đo dòng điện dây (dòng điện tổng trên động cơ và dây ph) khi động cơ đang làm việc nặng nhất. Dòng điện này phải có giá trị nhỏ hơn so với dòng định mức của động cơ.
- Đo dòng điện thực tế thông qua rơ le nhiệt (tạm ký hiệu Itt). Khi đó dòng điện chỉnh định (Icd) sẽ được tính theo công thức: Icd = 1,1x Itt.
Rơ le nhiệt có hai hình thức đặt lại là đặt lại bằng tay và đặt lại tự động. Việc chuyển đổi hai hình thức đặt lại có thể được hoàn thành bằng cách điều chỉnh vít đặt lại. Khi rơ le nhiệt được xuất xưởng, nhà sản xuất thường đặt nó ở trạng thái tự động reset. Trong quá trình sử dụng, việc rơle nhiệt được đặt ở trạng thái đặt lại bằng tay hay trạng thái đặt lại tự động phụ thuộc vào tình huống cụ thể của mạch điều khiển. Rơ le có nguyên tắc là ngay cả khi rơ le nhiệt tự động đặt lại sau khi tác động bảo vệ, thì động cơ được bảo vệ sẽ không được tự động khởi động lại. Nếu không, rơ le nhiệt phải được đặt ở trạng thái đặt lại bằng tay. Điều này nhằm ngăn động cơ khởi động liên tục và làm hỏng thiết bị khi lỗi không được loại bỏ.
Có thể chỉnh bằng tay hay tự động
Cách đấu rơle nhiệt
Dưới đây là cách đấu rơ le nhiệt đơn giản mà các bạn có thể tham khảo để tự đấu rơ le ngay tại nhà. Hiện nay chúng ta đang sử dụng phổ biến 2 dòng điện là 1 pha và 3 pha nên sẽ tiến hành hướng dẫn cách đấu rơle nhiệt ở 2 dòng điện này.
Cách đấu rơ le nhiệt 1 pha
Dòng điện 1 pha chính là dòng điện 220V mà bạn dùng trong gia đình hàng ngày. Đặc điểm của rơle nhiệt 1 pha là giúp giám sát quá trình vận hành, cho khả năng bảo vệ các thiết bị điện nếu chẳng may gặp phải sự cố về điện.
Thông thường rơle được thiết kế 3 cực cho 3 pha khác nhau. Nếu muốn sử dụng cho dòng điện 1 pha mà chỉ sử dụng 2 dây thì chúng ta có thể tham khảo sơ đồ đấu rơ le nhiệt 1 pha dưới đây.
Sơ đồ đấu rơ le nhiệt 1 pha
Cách đấu rơle nhiệt 3 pha
Dòng điện 3 pha là dòng điện phục vụ sản xuất công nghiệp có điện áp 380V. Rơ le nhiệt 3 pha được sử dụng chủ yếu trong các thiết bị công nghiệp.
Cách đấu rơle nhiệt 3 pha được thể hiện rõ trong sơ đồ dưới đây.
Sơ đồ đấu rơ le nhiệt 3 pha
Trong đó:
- MC ở góc trái có nghĩa là 3 tiếp điểm động lực khởi động từ
- MC ở góc phải có nghĩa: tiếp điểm A1-A2 của cuộn hút trong khởi động từ
- R, S, T: là vị trí sẽ đấu vào 3 pha của dòng điện
- Load là tải (thiết bị sử dụng)
- Ở phần điều khiển (tủ điện) là tiếp điểm các điểm 98, 95, 86 được nối theo hình.
Trên đây là những thông tin tổng hợp về rơle nhiệt là gì cũng như cách chỉnh, cách đấu rơ le. Hy vọng những chia sẻ này có thể hỗ trợ các bạn trong việc đấu nối, sử dụng rơle.
