Rơle điện từ đa năng là gì?

A Rơle điện từ mục đích chung là một thiết bị chuyển mạch cơ điện sử dụng tín hiệu điều khiển nhỏ, thường là nguồn cung cấp cuộn dây DC hoặc AC điện áp thấp, để mở hoặc đóng một mạch tải riêng biệt, thường lớn hơn nhiều, thông qua tác động điện từ thay vì tiếp xúc điện trực tiếp. Khi dòng điện chạy qua cuộn dây bên trong, nó sẽ tạo ra một từ trường kéo phần ứng chuyển động dựa vào lò xo và phần ứng đó sẽ chuyển đổi một cách cơ học một bộ tiếp điểm để hoàn thành hoặc ngắt mạch tải. Thiết kế này mang lại cho rơle hai đặc tính giúp nó trở nên hữu ích trong hầu hết mọi ngành công nghiệp: cách ly điện giữa phía điều khiển và phía tải và khả năng điều khiển tải nặng bằng tín hiệu điều khiển rất nhẹ. Từ mục đích chung đặc biệt phân biệt nó với rơle mục đích đặc biệt, vì thiết bị đa năng được chế tạo để hoạt động đáng tin cậy trên nhiều loại điện áp, tải và kiểu lắp đặt tiêu chuẩn thay vì được thiết kế cho một ứng dụng hẹp.

Hành động chuyển đổi điện từ thực sự hoạt động như thế nào

Cơ chế bên trong của rơle điện từ đa năng tuân theo một trình tự nhất quán bất kể nhà sản xuất hay kiểu dáng. Một cuộn dây quấn quanh lõi từ được cung cấp năng lượng bởi điện áp điều khiển, tạo ra một từ trường đủ mạnh để vượt qua sức căng của lò xo hồi vị giữ phần ứng ở vị trí nghỉ. Khi phần ứng di chuyển, nó điều khiển cơ học bộ tiếp điểm của rơle, đóng các tiếp điểm đang mở, mở các tiếp điểm đã đóng hoặc chuyển đổi một tiếp điểm dùng chung giữa hai vị trí tùy thuộc vào cấu hình của rơle. Khi cuộn dây bị ngắt điện, lò xo sẽ ​​kéo phần ứng về trạng thái nghỉ và các tiếp điểm trở về vị trí ban đầu.

Trình tự vận hành cơ bản

1. Điện áp điều khiển được đưa vào các cực của cuộn dây
2. Cuộn dây được cấp điện tạo ra một từ trường xung quanh lõi của nó
3. Từ trường kéo phần ứng, thắng lò xo hồi vị
4. Chuyển động của phần ứng sẽ chuyển đổi cơ học các tiếp điểm phía tải
5. Việc loại bỏ điện áp điều khiển sẽ giúp lò xo đưa các tiếp điểm về trạng thái nghỉ

Thông số kỹ thuật chính xác định rơle có mục đích chung

Việc chọn hoặc chỉ định rơle phù hợp bao gồm một tập hợp nhỏ các tham số cốt lõi xuất hiện trên mọi biểu dữ liệu về cơ bản. Việc hiểu sai những điều này là nguyên nhân phổ biến nhất dẫn đến hỏng rơle sớm, vì việc vượt quá định mức cuộn dây có thể làm cháy cuộn dây và việc định mức tiếp điểm quá thấp đối với tải được kết nối có thể gây ra hiện tượng hàn tiếp điểm hoặc phóng hồ quang theo thời gian.

Tham khảo thông số kỹ thuật cốt lõi

Các thông số này và phương pháp thử nghiệm của chúng được chính thức hóa trong các tiêu chuẩn ngành như BS EN 61810-1 , bao gồm các yêu cầu chung đối với rơle sơ cấp cơ điện, và SAE AS5363 , thông số kỹ thuật chung cho rơle bộ điều khiển nguồn điện cơ, cả hai đều được tham chiếu trong hướng dẫn lựa chọn rơle cơ điện của GlobalSpec.

Hiểu cấu hình liên hệ

Cấu hình tiếp điểm mô tả số lượng mạch riêng biệt mà một rơle đơn có thể chuyển đổi và theo kiểu nào. Tiếp điểm thường mở vẫn mở khi cuộn dây không được cấp điện và đóng khi được cấp điện, trong khi tiếp điểm thường đóng thì làm ngược lại và một tiếp điểm chuyển đổi kết hợp cả hai trong một cụm để rơle có thể cấp nguồn trực tiếp cho một trong hai đường dẫn. Rơle nhiều cực mở rộng logic tương tự này trên một số bộ tiếp điểm độc lập được điều khiển bởi một cuộn dây duy nhất, đó là lý do tại sao các thiết kế như DPDT, 3PDT và 4PDT tồn tại cho các ứng dụng cần chuyển đổi đồng thời nhiều mạch từ một tín hiệu điều khiển.

Khớp rơle với loại tải

Xếp hạng liên hệ đã nêu trên biểu dữ liệu giả định tải điện trở, nhưng tải trong thế giới thực không phải lúc nào cũng có điện trở và sự khác biệt này ảnh hưởng đáng kể đến kích thước của rơle. Theo hướng dẫn lựa chọn được công bố cho người mua rơle công nghiệp, tải được chuyển mạch xác định khoảng 80% lựa chọn rơle chính xác và các loại tải khác nhau yêu cầu các phương pháp giảm công suất khác nhau:

• Các tải điện trở như bộ phận làm nóng và đèn sợi đốt thường cần có mức tiếp xúc xung quanh 1,25 lần dòng tải tối đa
• Các tải cảm ứng như động cơ, cuộn dây điện từ và máy biến áp nên sử dụng vật liệu tiếp xúc chống hồ quang như AgSnO2 hoặc AgNi, có định mức tiếp điểm 2 đến 3 lần dòng tải ở trạng thái ổn định để xử lý dòng khởi động và EMF ngược
• Các tải điện dung như nguồn điện và trình điều khiển đèn LED cần chú ý đến khả năng chịu được dòng điện đột biến để tránh hàn tiếp xúc trong quá trình khởi động

Nơi thực sự sử dụng rơle điện từ có mục đích chung

Đặc điểm xác định của rơle đa năng là nó xuất hiện ở hầu hết mọi nơi mà mạch điều khiển điện và tải cần được tách riêng. Các lĩnh vực ứng dụng phổ biến bao gồm bảng điều khiển công nghiệp và chuyển mạch tín hiệu PLC, thiết bị tự động hóa, hệ thống HVAC và điều khiển ánh sáng, thiết bị gia dụng và thương mại, bộ cấp nguồn, thiết bị tự động hóa văn phòng và an ninh. Hầu hết các tình huống chuyển đổi tải từ thấp đến trung bình có dòng điện định mức lên đến khoảng 12A đều nằm trong phạm vi thực tế của rơle đa năng tiêu chuẩn trước khi ứng dụng bắt đầu yêu cầu thiết bị có nhiệm vụ nặng hơn hoặc thiết bị có mục đích đặc biệt thay thế.

Cơ học và trạng thái rắn: Tại sao thiết kế điện từ vẫn chiếm ưu thế

Rơle đa năng thường được chế tạo dưới dạng thiết bị cơ điện hoặc trạng thái rắn và mặc dù cả hai đều là tải chuyển mạch nhưng chúng không thể thay thế cho nhau trong ứng dụng. Loại cơ điện hoặc điện từ di chuyển vật lý phần ứng điều khiển bằng cuộn dây để chuyển đổi các tiếp điểm, điều này làm cho nó trở thành một giải pháp đơn giản, tiết kiệm chi phí và dễ kiểm tra, mặc dù các bộ phận chuyển động dễ bị mài mòn cơ học hơn trong các ứng dụng chuyển mạch tần số rất cao. Rơle trạng thái rắn thay thế cuộn dây và phần ứng bằng chuyển mạch bán dẫn, cho phép thiết kế nhỏ hơn, êm hơn và thường bền hơn cho các ứng dụng chu kỳ cao, nhưng thường có chi phí đơn vị cao hơn. Đối với phần lớn các ứng dụng điều khiển, tự động hóa và thiết bị tiêu chuẩn có tần số chuyển mạch vừa phải, loại điện từ vẫn là lựa chọn mặc định vì độ tin cậy, chẩn đoán đơn giản và chi phí trên mỗi đơn vị thấp hơn.

Danh sách kiểm tra lựa chọn cho Rơle điện từ mục đích chung

1. Xác nhận điện áp cuộn dây và loại nguồn điện, vì cuộn dây AC và cuộn dây DC có cùng số điện áp không thể thay thế cho nhau
2. Ghép xếp hạng tiếp điểm với loại tải thực tế của bạn, giảm tải điện cảm hoặc điện dung nếu cần
3. Chọn cấu hình tiếp điểm, SPDT, DPDT, 3PDT hoặc 4PDT, dựa trên số lượng mạch mà rơle cần điều khiển
4. Chọn kiểu lắp, ổ cắm, thanh ray DIN hoặc PCB phù hợp với thiết kế bảng điều khiển hoặc vỏ bọc của bạn
5. Kiểm tra các yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ ẩm và độ rung so với điều kiện hoạt động định mức của rơle

Rơle điện từ có mục đích chung hoạt động bằng cách sử dụng từ trường điều khiển cuộn dây nhỏ để chuyển đổi cơ học một mạch tải riêng biệt, mang lại cho các kỹ sư một cách cách ly về điện, đáng tin cậy để điều khiển mọi thứ từ thiết bị chiếu sáng và HVAC đến mạch tự động hóa công nghiệp và thiết bị bằng một thiết bị tiêu chuẩn hóa duy nhất. Việc xác định đúng điện áp cuộn dây, định mức tiếp điểm, cấu hình tiếp điểm và giảm tải phù hợp là những gì giúp phân biệt một rơle tồn tại trong nhiều năm với một rơle bị hỏng sớm do cháy cuộn dây hoặc hàn tiếp điểm. Được chỉ định đúng Rơle điện từ mục đích chung cung cấp cho các nhà chế tạo bảng điều khiển và nhà thiết kế thiết bị một bộ phận chuyển mạch đáng tin cậy, tiết kiệm chi phí, phù hợp với phần lớn các yêu cầu về điện áp, dòng điện và lắp đặt tiêu chuẩn có trong các hệ thống điện công nghiệp và thương mại.