Trên trang này
Một rơ le điều khiển là một thiết bị đóng cắt vận hành bằng điện được sử dụng trong mạch điều khiển. Việc cấp điện cho cuộn dây của nó làm thay đổi một hoặc nhiều tiếp điểm thường mở (NO) hoặc thường đóng (NC), cho phép một lệnh thực hiện việc kết nối, cách ly, khóa liên động hoặc phân phối tín hiệu đến các thiết bị điều khiển khác.
Ranh giới hữu ích rất đơn giản:
Rơ le điều khiển thực hiện đóng cắt các lệnh và tải của mạch điều khiển. Không nên cho rằng nó có khả năng đóng cắt tải công suất cuối cùng hoặc cung cấp khả năng bảo vệ mạch điện.
Cuộn dây và các tiếp điểm của nó cũng thuộc các phạm vi định mức khác nhau. Một ký hiệu như 24 V DC trên cuộn dây cho biết cách thức kích hoạt rơ le; nó không cho biết điện áp, dòng điện hoặc loại tải mà các tiếp điểm có thể đóng cắt.
Vị trí của rơ le điều khiển trong đường dẫn điều khiển
Trong một tủ điện công nghiệp điển hình, rơ le điều khiển nằm giữa nguồn lệnh và một hoặc nhiều mạch được điều khiển:
Nút nhấn, cảm biến hoặc đầu ra PLC
↓
Cuộn dây rơ le điều khiển
↓ tác động cơ học
Một hoặc nhiều tiếp điểm NO / NC
↓
Cuộn dây khởi động từ, van điện từ, mạch chỉ thị, thiết bị báo động hoặc đầu vào PLCVị trí này giải thích lý do tại sao rơ le điều khiển vẫn hữu ích ngay cả trong các hệ thống bộ điều khiển logic lập trình được (PLC). PLC hoặc cảm biến cung cấp lệnh; rơ le chuyển đổi lệnh đó thành một hoặc nhiều đầu ra tiếp điểm có thể thay thế. Tùy thuộc vào thiết bị đã xác nhận và thiết kế mạch, các tiếp điểm đó có thể cung cấp khả năng cách ly tín hiệu, tạo thêm các đường điều khiển hoặc đóng cắt một tải mà đầu ra ban đầu không nên vận hành trực tiếp.
Sơ đồ này là mối quan hệ chức năng, không phải bản vẽ đấu nối ở cấp độ đầu nối. Các kết nối chính xác, yêu cầu cách điện và sự phân tách điện áp cho phép phải được lấy từ bảng dữ liệu của rơ le đã chọn và thiết kế tủ điện tương ứng.
Cách thức hoạt động của rơ le điều khiển cơ điện
Một rơ le điều khiển cơ điện bao gồm cuộn dây, mạch từ, phần ứng chuyển động, cơ cấu hồi vị và một hoặc nhiều bộ tiếp điểm. Ở cấp độ định hướng, hoạt động của nó có hai trạng thái:
- Cuộn dây mất điện: Cơ cấu hồi vị giữ phần ứng ở vị trí bình thường của nó. Các tiếp điểm thường mở (NO) đang mở và các tiếp điểm thường đóng (NC) đang đóng.
- Cuộn dây được cấp điện: Dòng điện trong cuộn dây tạo ra từ trường làm di chuyển phần ứng. Các tiếp điểm thường mở (NO) đóng lại và các tiếp điểm thường đóng (NC) mở ra.
Khi cuộn dây bị ngắt điện trở lại, một rơ le không duy trì thông thường sẽ trở về trạng thái bình thường của nó. Rơ le duy trì thì khác vì nó được thiết kế để giữ trạng thái đã được ra lệnh; điều này không nên được suy diễn từ mô hình hai trạng thái cơ bản này.
“Thường” luôn đề cập đến trạng thái không hoạt động được xác định, thường là khi cuộn dây không được cấp điện. Nó không có nghĩa là trạng thái được máy sử dụng thường xuyên nhất.
| Trạng thái rơ le | Tiếp điểm thường mở | Tiếp điểm thường đóng |
|---|---|---|
| Cuộn dây mất điện | Mở | Đóng |
| Cuộn dây được cấp điện | Đóng | Mở |
Đối với tiếp điểm chuyển đổi, đầu nối COM chuyển từ đường dẫn NC sang đường dẫn NO khi rơ le hoạt động. Đầu nối chuyên dụng Hướng dẫn đấu nối rơ le SPDT giải thích hoạt động của đầu nối COM, NO và NC mà không biến trang định hướng này thành quy trình đấu nối.
Đọc riêng biệt mạch cuộn dây và mạch tiếp điểm
Một rơ le điều khiển liên kết hai chức năng về mặt cơ học, nhưng các thông số kỹ thuật điện của nó phải được kiểm tra riêng biệt.
| Bộ phận của rơ le | Nó làm gì | Cần xác minh điều gì |
|---|---|---|
| Cuộn dây hoặc mạch đầu vào | Tạo ra tác động từ tính để vận hành rơ le | Điện áp định mức, loại AC hoặc DC, tần số nếu có, cực tính nếu được đánh dấu, nhu cầu công suất hoặc dòng điện, dữ liệu đóng và ngắt |
| Mạch tiếp điểm | Đóng, ngắt hoặc chuyển đổi mạch điện được điều khiển | Dạng tiếp điểm, số cực, chế độ đóng cắt AC/DC, loại tải, loại sử dụng khi được công bố, tải tối thiểu, dòng khởi động, tần số đóng cắt và độ bền điện |
| Cách điện giữa các mạch | Cách ly đầu vào điều khiển khỏi đường dẫn đóng cắt | Phối hợp cách điện đã công bố, dữ liệu điện môi, mức độ ô nhiễm, loại quá áp và phạm vi tiêu chuẩn sản phẩm nếu có áp dụng |
Không chọn phía tiếp điểm dựa trên ký hiệu cuộn dây hoặc từ một giá trị ampe tiêu đề duy nhất. Định mức tải thuần trở không tự động chứng minh sự phù hợp cho cuộn dây điện từ, đèn, động cơ, đầu vào điện dung hoặc tín hiệu mức rất thấp. Các hệ quả của điện áp cuộn dây, điện áp hút, điện áp nhả và điện áp giữ được đề cập trong hướng dẫn VIOX về điện áp cuộn dây rơ le.
Một rơ le cơ điện thường không có kết nối dẫn điện giữa cuộn dây và các tiếp điểm của nó, nhưng khoảng cách cho phép giữa các mạch vẫn phụ thuộc vào từng sản phẩm cụ thể. Hãy coi các từ như “cách ly” là một chức năng thiết kế cần được xác minh thông qua các định mức cách điện đã công bố của rơ le và thiết kế lắp ráp hoàn chỉnh.
Rơ le điều khiển có chức năng gì trong tủ điện?
Cùng một thiết bị cơ bản có thể thực hiện bốn chức năng điều khiển có liên quan chặt chẽ với nhau.
Kết nối một đầu ra điều khiển với một mạch điện khác
Một rơ le có thể nằm giữa đầu ra PLC, cảm biến hoặc mạch nút nhấn và một thiết bị hạ nguồn. Điều này có thể phù hợp khi nguồn và tải khác nhau về điện áp, nhu cầu dòng điện, đặc tính quá độ, loại đầu ra hoặc yêu cầu về khả năng bảo trì. Điều này không mặc định là bắt buộc: đầu ra của bộ điều khiển tương thích có thể điều khiển tải trực tiếp khi toàn bộ giao diện đã được xác minh.
Quyết định này được xem xét riêng trong Điều khiển trực tiếp bằng PLC so với rơ le trung gian.
Nhân bản một lệnh thành nhiều đường tiếp điểm
Một cuộn dây có thể vận hành đồng thời nhiều tiếp điểm thường mở (NO) và thường đóng (NC). Do đó, một lệnh đơn lẻ có thể cung cấp đường duy trì, chỉ báo trạng thái, khóa liên động hoặc tín hiệu riêng biệt cho một bộ điều khiển khác. Mỗi tiếp điểm vẫn phải nằm trong phạm vi hoạt động đã công bố của nó.
Tạo logic cứng hoặc khóa liên động đơn giản
Các tiếp điểm rơ le có thể thực hiện các chức năng cho phép, tự duy trì, tuần tự hoặc khóa liên động trong mạch điều khiển. Logic kết quả phải được ghi lại trong sơ đồ nguyên lý, và một rơ le điều khiển tiêu chuẩn không được coi là một hệ thống con đạt chuẩn an toàn chỉ vì nó có khả năng ngắt một lệnh.
Chuyển đổi thiết bị điều khiển khác
Một rơ le điều khiển thường đóng cắt cuộn dây khởi động từ, van điện từ, đèn chỉ báo, đầu vào báo động hoặc đầu vào PLC thay vì mạch điện chính của máy. Khi tải cuối cùng là động cơ, dàn điện trở nhiệt hoặc một tải công suất lớn khác, thiết bị đóng cắt phía sau phải được lựa chọn phù hợp với nhiệm vụ thực tế đó.
So sánh rơ le điều khiển với các thiết bị rơ le và thiết bị đóng cắt khác
“Rơ le” là một từ ngữ rộng. Cách nhanh nhất để chọn tài nguyên tiếp theo là xác định công việc mà thiết bị đó phải thực hiện.
| Thiết bị | Chức năng chính | Điều gì tạo nên sự khác biệt |
|---|---|---|
| Rơ-le điều khiển | Chuyển đổi các lệnh, khóa liên động, chỉ báo hoặc cuộn dây của thiết bị khác | Được tối ưu hóa cho các đường điều khiển và một hoặc nhiều tiếp điểm kiểu phụ |
| Người tiếp xúc | Đóng cắt lặp đi lặp lại một tải công suất đã định | Các tiếp điểm chính và định mức được lựa chọn cho tải công suất được điều khiển; xem khởi động từ so với rơ le điều khiển |
| Tiếp điểm phụ | Báo cáo hoặc khóa liên động trạng thái của thiết bị đóng cắt chủ quản | Vận hành cơ học cùng với khởi động từ hoặc máy cắt điện chủ quản thay vì từ cuộn dây độc lập của chính nó |
| Rơ le trung gian | Kết nối đầu ra của bộ điều khiển với một tải điều khiển khác hoặc tải đòi hỏi khắt khe hơn | Mô tả vị trí và chức năng của rơ le trong mạch điện, không nhất thiết là một công nghệ rơ le nội bộ độc nhất |
| Mô-đun rơ le giao tiếp | Đóng gói rơ le cùng với đế cắm, đầu nối, tính năng chỉ thị hoặc triệt nhiễu | Dành cho việc tích hợp tủ điện và khả năng bảo trì; so sánh các mô-đun rơ le giao tiếp và rơ le PCB |
| Thời gian tiếp | Thêm quy tắc thời gian có chủ đích trước khi đầu ra của nó thay đổi | Hoạt động phụ thuộc vào cả điều kiện đầu vào và thời gian trôi qua; xem rơ le thời gian là gì |
| Rơ le giám sát | Đánh giá một điều kiện đo lường trước khi thay đổi đầu ra | Thêm một chức năng giám sát xác định như giám sát điện áp, dòng điện, pha hoặc mức |
| Rơ le an toàn | Thực hiện chức năng điều khiển liên quan đến an toàn trong một cấu trúc đã được kiểm chứng | Yêu cầu thiết kế, chẩn đoán, bằng chứng ứng dụng và kiểm chứng hệ thống dành riêng cho an toàn; rơ le điều khiển thông thường không thể thay thế |
Để có bản đồ danh mục rộng hơn, hãy sử dụng tổng quan VIOX về các loại rơ le khác nhau.
Cách xác định thông số kỹ thuật cho rơ le điều khiển
Bắt đầu từ hai mạch điện và chức năng yêu cầu, sau đó xác minh bảng dữ liệu chính xác.
- Xác định nguồn cấp cho cuộn dây. Ghi lại điện áp định mức, AC hoặc DC, tần số nếu có, dòng điện đầu ra khả dụng, yêu cầu về cực tính và khả năng đóng cắt của thiết bị nguồn.
- Xác định nhiệm vụ của từng tiếp điểm. Nêu rõ mỗi cực đóng cắt cho cuộn dây khởi động từ, cuộn dây điện từ, tín hiệu điều khiển, đầu vào PLC, đèn hay tải khác.
- Chọn cấu hình tiếp điểm. Chỉ định số lượng tiếp điểm NO, NC hoặc tiếp điểm chuyển đổi cần thiết và liệu chúng có phải hoạt động cùng nhau hay không.
- Phù hợp với chế độ đóng cắt đã khai báo. Kiểm tra điện áp, loại AC/DC, loại tải, dòng điện khởi động, tải đóng cắt tối thiểu, tần số đóng cắt và độ bền điện yêu cầu. Không chỉ dựa vào dòng điện lớn nhất được in trên thiết bị.
- Kiểm tra khả năng triệt tiêu cuộn dây và đặc tính nhả. Phụ kiện triệt tiêu có thể làm giảm quá độ đóng cắt nhưng cũng có thể ảnh hưởng đến cực tính hoặc thời gian nhả. Hãy sử dụng phương pháp được phê duyệt cho cuộn dây và đầu ra điều khiển.
- Kiểm tra việc tích hợp vật lý. Xác minh kiểu lắp đặt trực tiếp hoặc qua đế cắm, cách bố trí trên thanh DIN, kiểu đầu nối, khả năng thay thế, các tính năng chỉ báo hoặc kiểm tra, khoảng cách trên bảng điện và khả năng tiếp cận.
- Xác minh môi trường và các phê duyệt. Xác nhận các yêu cầu về nhiệt độ, độ rung, độ ô nhiễm, cách điện và phê duyệt thị trường đối với đúng kiểu máy và cụm lắp ráp hoàn chỉnh.
Các tiêu chuẩn phụ thuộc vào loại rơ le
IEC 60947-5-1:2024 bao gồm các thiết bị mạch điều khiển cơ điện và các phần tử đóng cắt được sử dụng cho các chức năng như điều khiển, báo hiệu và khóa liên động trong phạm vi quy định. Do đó, tiêu chuẩn này liên quan đến các thiết bị như khởi động từ khi nhà sản xuất công bố khung sản phẩm đó.
IEC 61810-1 bao gồm các rơ le cơ điện sơ cấp được tích hợp vào thiết bị hạ thế trong phạm vi của tiêu chuẩn. Một rơ le sơ cấp dạng cắm và một khởi động từ có thể trông giống nhau về chức năng trong bảng điện nhưng được công bố theo các nhóm tiêu chuẩn sản phẩm khác nhau.
Việc đề cập đến bất kỳ tiêu chuẩn nào trong một bài viết không chứng minh rằng một rơ le cụ thể đã được chứng nhận hoặc phù hợp cho một ứng dụng. Bảng dữ liệu, chứng chỉ và các yêu cầu lắp ráp của model mới là yếu tố quyết định kết luận đó.
Một ví dụ đơn giản về tủ điều khiển
Hãy xem xét một máy giả định trong đó một lệnh cảm biến phải vừa yêu cầu khởi động từ hoạt động, vừa báo cáo trạng thái lệnh cho bộ điều khiển. Một rơ le điều khiển với đủ các tiếp điểm định mức độc lập có thể được sử dụng như sau:
- cảm biến hoặc đầu ra PLC cấp điện cho cuộn dây rơ le;
- một tiếp điểm NO đóng cắt mạch cuộn dây khởi động từ;
- một tiếp điểm khác cung cấp đường dẫn lệnh hoặc chỉ báo riêng biệt;
- khởi động từ, chứ không phải rơ le điều khiển, sẽ đóng cắt mạch động lực của động cơ.
Ví dụ này minh họa việc nhân số lượng tiếp điểm và phân tầng mạch điện. Nó không xác lập khả năng tương thích điện áp, cách điện, tính toàn vẹn an toàn hoặc các kết nối đầu nối cho một hệ thống lắp đặt thực tế. Những chi tiết đó phải được xác minh cho từng thành phần và giao diện.
Quy tắc lựa chọn thực tế
Sử dụng rơ le điều khiển khi công việc là đóng cắt hoặc nhân lệnh điều khiển. Sử dụng khởi động từ hoặc thiết bị đóng cắt khác có định mức phù hợp khi công việc là đóng cắt tải điện cuối. Sử dụng cả hai khi một tầng điều khiển phải ra lệnh cho một tầng công suất riêng biệt.
Trước khi đặt hàng, hãy xác minh nguồn cấp cuộn dây và tải của từng tiếp điểm một cách độc lập. Nếu còn thắc mắc về đầu nối, giao tiếp PLC, định thời, lựa chọn khởi động từ hoặc chức năng rơ le chuyên dụng, hãy làm theo hướng dẫn VIOX tương ứng thay vì coi “rơ le điều khiển” là một thông số kỹ thuật hoàn chỉnh.
Duyệt qua danh mục rơ le, rơ le thời gian và thiết bị điều khiển VIOX rộng hơn hoặc gửi yêu cầu ứng dụng đến [email protected] khi yêu cầu thông số kỹ thuật ở cấp độ model.
