Rơ le thời gian là gì? Phân loại theo chức năng & ứng dụng thực tế

Rơ le thời gian là thiết bị điện đóng vai trò vô cùng quan trọng trorơ le thời gian điện tửng hệ thống điện tử và tự động hóa trong công nghiệp, đặc biệt phổ biến trong đời sống con người. Để hiểu rõ hơn về chức năng, nguyên lý hoạt động và ứng dụng, cũng như cách lắp đặt và sử dụng rơ le thời gian sao cho hiệu quả và an toàn nhất, hãy cùng Lumi tìm hiểu trong bài viết dưới đây.

I. Rơ le thời gian là gì?

Rơ le thời gian (Timer relay): Là thiết bị điện tử có khả năng đóng ngắt mạch điện sau một khoảng thời gian nhất định. Nó hoạt động như một công tắc tự động, được lập trình để thực hiện các hành động chuyển đổi dựa trên thời gian đã cài đặt trước.

Khi kích hoạt, nó sẽ đếm ngược hoặc đếm lên một khoảng thời gian nhất định trước khi thực hiện hành động đóng hoặc ngắt mạch. Rơ le thời gian thường được dùng để tắt các thiết bị điện khi không cần thiết hoạt động, giúp tiết kiệm điện và chi phí, tránh việc hư hỏng thiết bị do sử dụng trong thời gian quá dài.

Công dụng của Rơ le thời gian trong mạch điện:

• Đảm bảo các thiết bị khởi động theo trình tự, tránh quá tải điện.
• Tự động bật/ tắt các thiết bị điện.
• Quản lý các thiết bị hoạt động theo chu kỳ lặp lại.

Một số ứng dụng trong thực tế:

• Hệ thống chiếu sáng: Tự động tắt/mở đèn điện theo giờ cài đặt sẵn.
• Điều khiển các quá trình sản xuất sản phẩm theo thứ tự và thời gian cố định.
• Tự động tắt/mở điều hòa không khí để tiết kiệm năng lượng.
• Hệ thống báo động: Kích hoạt hệ thống báo động sau một khoảng thời gian nhất định khi có tín hiệu đầu vào.

Vai trò của rơ le thời gian:

• Đối với việc bảo vệ hệ thống điện: Tránh quá tải và ngắn mạch: Trì hoãn khởi động các thiết bị để tránh hiện tượng quá tải hoặc ngắn mạch khi nhiều thiết bị cùng khởi động một lúc. Kiểm soát thời gian hoạt động của các thiết bị giúp giảm mài mòn và tăng tuổi thọ cho các thành phần trong hệ thống điện.
• Đối với việc tự động hóa: Giúp tự động hóa các chu trình hoạt động, đảm bảo sự phối hợp nhịp nhàng, liên tục giữa các giai đoạn sản xuất. Rơ le thời gian còn có thể được điều khiển từ xa, giúp quản lý và vận hành hệ thống dễ dàng hơn.
• Đối với việc điều khiển hệ thống điện: Cho phép lập trình các thiết bị để hoạt động tự động theo lịch trình thời gian định sẵn, đảm bảo quy trình hoạt động chính xác. Ngoài ra còn tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng, tiết kiệm chi phí và bảo vệ môi trường.

2. Phân loại Rơ le thời gian

2.1. Theo nguyên lý hoạt động:

Rơ le thời gian điện từ: Cấu tạo rơ le thời gian điện từ bao gồm:

• Cuộn dây: Khi có dòng điện chạy qua, cuộn dây tạo ra từ trường để kích hoạt cơ cấu bên trong rơ le.
• Tiếp điểm: Là các điểm tiếp xúc điện được điều khiển bởi cuộn dây, có thể ở trạng thái thường mở (NO) hoặc thường đóng (NC).
• Cơ cấu trễ: Sử dụng các bánh răng hoặc hệ thống khí nén để tạo ra một khoảng thời gian trước khi thay đổi trạng thái tiếp điểm. Sau khi hết thời gian trễ, tiếp điểm sẽ trở về trạng thái ban đầu nếu cuộn dây không còn điện.

Rơ le thời gian điện tử:

• Sử dụng mạch điện tử và chip xử lý tín hiệu để tạo ra thời gian trễ.
• Cấu tạo rơ le thời gian điện tử thường gồm: Mạch nguồn, mạch điều khiển, bộ đếm thời gian, mạch kích hoạt, mạch xuất.
• Nguyên lý làm việc của rơ le thời gian: Rơ le thời gian điện tử nhận tín hiệu đầu vào và sử dụng mạch điện tử để kích hoạt bộ đếm thời gian. Bộ đếm sẽ đếm ngược theo thời gian được cài đặt trước. Khi hết thời gian trễ, rơ le điều khiển tiếp điểm để đóng hoặc mở mạch điện chính. Sau khi tín hiệu đầu vào mất, rơ le trở về trạng thái ban đầu.

2.2. Theo chức năng, có các loại rơ le thời gian sau:

* Rơ le thời gian trễ ON (Ký hiệu: T_ON): Hoạt động bằng cách đưa ra một khoảng thời gian trễ sau khi nhận được tín hiệu kích hoạt (kích đầu vào). Sau khi độ trễ đã qua, rơ le chuyển từ trạng thái không hoạt động sang trạng thái hoạt động.

Ứng dụng thực tế:

• Điều khiển đèn sân vườn: Khi cảm biến chuyển động kích hoạt, rơ le thời gian trễ ON có thể được sử dụng để bật đèn.
• Hệ thống bơm nước tự động: Dùng để bật bơm nước trong một khoảng thời gian sau khi cảm biến phát hiện nước đã thấp.

* Rơ le thời gian trễ OFF (Ký hiệu T_OFF): Rơ le thời gian off delay sẽ ngắt mạch sau một khoảng thời gian trễ được đặt khi không còn nhận được tín hiệu kích hoạt (ngưng kích đầu vào).

Ứng dụng thực tế:

• Đèn thoát hiểm: Khi ngắt nguồn, rơ le thời gian off delay được sử dụng để giữ đèn thoát hiểm sáng trong khoảng thời gian nhất định trước khi tự động tắt.
• Quạt làm mát: Sau khi ngừng kích hoạt quạt, rơ le có thể giữ quạt làm mát vận hành trong một thời gian nhất định trước khi ngắt mạch.

* Rơ le thời gian đóng/ngắt lặp lại (Ký hiệu INTERVAL): Cho phép cài đặt khoảng thời gian đóng và ngắt mạch rơ le thời gian lặp đi lặp lại theo chu kỳ.

Ứng dụng thực tế:

• Hệ thống tưới tiêu tự động: Cài đặt rơ le để mở và đóng van tưới tự động theo thời gian để cung cấp nước cho cây trồng hiệu quả.
• Được sử dụng trong các quy trình sản xuất để kích hoạt và ngắt mạch máy móc theo chu kỳ nhất định.

3. Thông số kỹ thuật của rơ le thời gian

• Điện áp định mức: Là mức điện áp mà rơ le thời gian được thiết kế để hoạt động. Cung cấp năng lượng cho rơ le và ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và độ bền của nó. Ví dụ, rơ le có thể có điện áp định mức là 12VDC, 24VAC, 220VAC, tùy thuộc ứng dụng cụ thể và tiêu chuẩn kỹ thuật của từng loại rơ le.
• Dải thời gian trễ: Là khoảng thời gian mà rơ le thời gian có thể thiết lập hoặc cung cấp. Rơ le thời gian có thể được cấu hình để cung cấp các khoảng thời gian từ vài mili giây.
• Khả năng chịu dòng: Là dòng điện tối đa mà rơ le thời gian có thể chịu được mà không gây ra hỏng hóc hoặc sự cố. Ví dụ, một rơ le có thể có khả năng chịu dòng từ 5A đến 20A, tùy thuộc vào loại rơ le và ứng dụng cụ thể.
• Các thông số khác: Độ chính xác, sai số, nhiệt độ hoạt động, độ bền cơ học và điện, các tiêu chuẩn an toàn,…

4. Cách chọn rơ le thời gian phù hợp

Xác định mục đích sử dụng: Cần xác định rõ mục đích sử dụng rơ le thời gian tùy vào yêu cầu cụ thể như điều khiển tải điện, bảo vệ hệ thống, tự động hóa quy trình.

Tính toán các thông số cần thiết:

• Điện áp: Xác định điện áp hoạt động của hệ thống mà rơ le sẽ được sử dụng.
• Dải thời gian: Xác định khoảng thời gian hoạt động của rơ le mà bạn cần.
• Dòng điện: Hiểu rõ đặc điểm về dòng điện tải mà rơ le cần chịu được trong quá trình hoạt động.

Xác định loại rơ le phù hợp: Dựa theo chức năng hoặc nguyên lý hoạt động:

• Rơ le điện từ hoặc điện tử: Rơ le điện từ thường được dùng cho các ứng dụng điện lớn hơn, rơ le điện tử thường nhẹ và phù hợp cho các ứng dụng điện nhỏ hơn và yêu cầu độ chính xác cao hơn.
• Rơ le trễ ON, trễ OFF, lặp lại: Cần xác định liệu rơ le cần có tính năng trễ ON (thời gian trễ trước khi chuyển trạng thái), trễ OFF (thời gian trễ trước khi quay trở lại trạng thái ban đầu) hay chế độ lặp lại để điều khiển các quy trình tự động hóa.

Tham khảo ý kiến chuyên gia hoặc nhà cung cấp thiết bị điện: Giúp bạn chọn đúng loại rơ le và cài đặt phù hợp với yêu cầu của bạn.

5. Cách lắp đặt và sử dụng rơ le thời gian

Sơ đồ đấu nối: Dưới đây là sơ đồ chân rơ le thời gian mà bạn có thể đấu nối dễ nhất:

Nguyên lý hoạt động:

Nguồn vào: Kết nối nguồn 220V vào chân 2 và chân 7.

• Tiếp điểm tức thời:

Chân 1-3: Kết nối tải vào chân 3, chân 1 đấu với nguồn.

Chân 1-4: Kết nối tải vào chân 4, chân 1 đấu với nguồn.

• Tiếp điểm định thời:

Chân 6-8: Kết nối tải vào chân 8, chân 6 đấu với nguồn.

Chân 5-8: Kết nối tải vào chân 8, chân 5 đấu với nguồn.

• Khi cấp nguồn cho rơ le: Tiếp điểm tức thời NO sẽ đóng ngay lập tức. Tiếp điểm tức thời NC sẽ mở ngay lập tức. Sau một khoảng thời gian trễ (đã được cài đặt trước): Tiếp điểm định thời NO sẽ đóng. Tiếp điểm định thời NC sẽ mở.

Hướng dẫn cài đặt:

• B1: Xác định loại rơ le.
• B2: Kiểm tra các thông số và nút điều chỉnh, xác định dải thời gian và điều chỉnh thời gian trễ theo nhu cầu.
• B3: Cấp nguồn cho rơ le thời gian và kiểm tra hoạt động.

Lưu ý an toàn:

• Ngắt nguồn điện trước khi lắp đặt hoặc điều chỉnh rơ le để tránh tai nạn điện.
• Đọc kỹ hướng dẫn sử dụng để biết cách điều chỉnh thời gian trễ và các thông số khác.
• Kiểm tra kết nối dây để đảm bảo rằng tất cả các kết nối đều đúng và chặt chẽ trước khi cấp nguồn.

6. Ứng dụng của rơ le thời gian

Trong công nghiệp:

• Điều khiển băng tải: Rơ le thời gian dùng để điều chỉnh thời gian hoạt động của băng tải, tối ưu hóa quy trình sản xuất.
• Máy bơm: Đảm bảo máy bơm hoạt động theo chu kỳ thời gian đã đặt trước.
• Quạt gió: Điều khiển thời gian hoạt động của quạt gió trong hệ thống thông gió, giúp tiết kiệm năng lượng

Trong dân dụng:

• Điều khiển hệ thống chiếu sáng: Rơ le thời gian dùng để tự động bật/tắt đèn theo thời gian định trước.
• Bơm nước: Dùng trong hệ thống bơm nước gia đình để tự động bơm nước vào các bể chứa theo lịch trình.
• Máy lạnh: Điều chỉnh thời gian hoạt động của máy lạnh để tiết kiệm điện.

Trong các hệ thống tự động hóa:

• Bật/tắt thiết bị theo lịch trình: Giúp tự động hóa việc bật/tắt các thiết bị theo lịch trình định sẵn, ví dụ: hệ thống tưới tiêu tự động.
• Cảnh báo an toàn: Kích hoạt hệ thống cảnh báo an toàn sau một khoảng thời gian nhất định, ví dụ chuông báo động, hệ thống phun nước chữa cháy.

Với những lợi ích vượt trội và ứng dụng rộng rãi, rơ le thời gian là công cụ không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực và hệ thống hiện đại nhờ khả năng kiểm soát thời gian hoạt động của các thiết bị điện. Để chọn được rơ le phù hợp với nhu cầu cụ thể, người dùng nên tìm hiểu kỹ về các loại rơ le thời gian và tính năng của chúng. Đừng ngại tham khảo ý kiến của các chuyên gia trong lĩnh vực để đảm bảo lựa chọn thiết bị tối ưu nhất cho hệ thống của mình. Hãy theo dõi Lumi để tìm hiểu thêm nhiều loại rơ le thời gian và đưa ra được sự lựa chọn tốt nhất.