1. Rơ le nhiệt là gì?
Rơ le nhiệt (hay còn gọi là Relay nhiệt, Role nhiệt) là một loại thiết bị điện dùng để bảo vệ động cơ và mạch điện khỏi bị quá tải, thường dùng kèm với Contactor (Khởi động từ). Rơ le nhiệt có chức năng tự động đóng cắt tiếp điểm nhờ sự co dãn vì nhiệt của các thanh kim loại.
2. Đặc điểm của Relay nhiệt
Relay nhiệt không tác động tức thời theo trị dòng điện vì nó quán tính nhiệt lớn nên cần thời gian để phát nóng. Thời gian làm việc của rơ le nhiệt từ khoảng vài giây cho đến vài phút nên không được dùng để bảo vệ ngắn mạch được. Khi lắp đặt thêm cầu chì cũng với rơ le nhiệt sẽ thêm một chức năng nữa là bảo vệ ngắn mạch.
Trong hệ thống điện công nghiệp thì relay nhiệt được dùng ở điện áp xoay chiều đến 500V với tần số 50Hz, loại Rơ le nhiệt mới lên đến 150A, điện áp một chiều lên đến 440V.
Khí cụ điện này được ứng dụng trong đa dạng các hệ thống điện khác nhau từ dân dụng đến công nghiệp để bảo vệ quá tải cho các thiết bị điện của nhà máy cũng như của gia đình. Trong công nghiệp, thiết bị này được lắp kèm với công tắc tơ, khởi động từ. Trong hệ thống điện, rơ le nhiệt đóng vai trò bảo vệ quá tải cho các thiết bị điện và hệ thống điện được hoạt động ổn định. Khởi động từ và rơ le nhiệt là một bộ đôi thiết bị bảo vệ chắc chắn cho toàn bộ mạng lưới điện của hệ thống.
3. Ứng dụng của Rơ le nhiệt
Rơ le nhiệt được lắp cùng với Contactor (Khởi động từ) để bảo vệ các thiết bị điện đặc biệt là động cơ điện khi quá dòng, quá tải trong quá trình hoạt động. Lưu ý: Rơ le nhiệt chỉ tác động thay đổi trạng thái tiếp điểm chứ không tự ngắt được nguồn điện do đó bắt buộc phải kết hợp với 1 thiết bị đóng cắt khác.
Đặc điểm của Rơ le nhiệt là cần phải có một khoảng thời gian nhất định để tác động dựa trên cơ chế dãn nở vì nhiệt chứ không tác động nhanh (tức thời) như các thiết bị đóng cắt bằng cơ chế điện từ. Do đó rơ le nhiệt chỉ dùng để bảo vệ quá tải chứ không dùng bảo vệ ngắn mạch. Muốn bảo vệ ngắn mạch thì phải dùng kèm với Aptomat, Cầu chì.
Rơ le nhiệt hoạt động ở điện áp xoay chiều đến 500V, tần số 50Hz, có nhiều khoảng tác động từ vài trăm mA đến vài trăm A. Rơ le nhiệt của các hãng Mitsubishi, LS, Schneider, Eaton có khoảng tác động từ 0.1A đến 800A.
4. Cấu tạo rơ le nhiệt
Relay nhiệt có các bộ phận sau đây:
- Đòn bẩy
- Tiếp điểm thường đóng (NC)
- Tiếp điểm thường mở (NO)
- Vít chỉnh dòng điện tác động
- Thanh lưỡng kim
- Dây đốt nóng
- Cần gạt
- Nút phục hồi (Reset)
5. Nguyên lý làm việc của rơ le nhiệt
Phần tử cơ bản của rơ le nhiệt là phiến kim loại kép (bimetal) cấu tạo từ hai tấm kim loại, một tấm hệ số giãn nở bé (thường dùng invar có 36% Ni, 64% Fe) một tấm hệ số giãn nở lớn (thường là đồng thau hay thép crôm – niken, như đồng thau giãn nở gấp 20 lần invar). Hai phiến ghép lại với nhau thành một tấm bằng phương pháp cán nóng hoặc hàn.
Khi đốt nóng do dòng điện, phiến kim loại kép uốn về phía kim loại có hệ số giãn nở nhỏ hơn, có thể dùng trực tiếp cho dòng điện qua hoặc dây điện trở bao quanh. Để độ uốn cong lớn yêu cầu phiến kim loại phải có chiều dài lớn và mỏng. Nếu cần lực đẩy mạnh thì chế tạo tấm phiến rộng, dày và ngắn.