Tìm hiểu về rơ le tốc độ: phân loại, cấu tạo, nguyên lí

Relay tốc độ là một loại thiết bị khí cụ điện, được sử dụng trong những trường hợp cần khống chế tốc độ của động cơ hay một số thiết bị truyền động nào đó… trong một giới hạn tốc độ cho phép.

Hiện nay, relay tốc độ có 2 loại sử dụng phổ biến rộng rãi là relay khống chế tốc độ và relay kiểm soát tốc độ. Cùng tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của từng loại nhé.

Relay khống chế tốc độ

Cấu tạo

Loại relay này có rất nhiều chủng loại khác nhau, phong phú và đa dạng, sau đây chỉ đưa ra cấu tạo điển hình nhất của loại relay này.

1. Trục nối với động cơ cần khống chế.
2. Nam châm vĩnh cửu.
3. Vòng trục bên trong có đặt dây quấn.
4. Cần mang tiếp điểm động.
5. Tiếp điểm thường mở.
6. Tiếp điểm thường đóng.
7. Thanh dẫn có dây quấn.

Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động của loại relay này : Gồm trục (1) liên hệ với trục động cơ hay máy cần khống chế tốc độ, trục số một gắn liền với nam châm vĩnh cửu (2), ở bên ngoài vòng nam châm vĩnh cửu (2) có vòng trục (3). 

Mặt trong vòng trục (3) có đặt các thanh dẫn, hai đầu thanh dẫn nối với hai mặt tạo thành một cái lồng sóc, khi động cơ quay kéo theo nam châm vĩnh cửu (2) quay, từ trường nam châm cắt các thanh dẫn, làm cho các thanh dẫn bị cảm ứng sinh ra sức điện động cảm ứng, như vậy trong các thanh dẫn sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng, dòng điện này sẽ sinh ra một từ trường, từ trường do dòng điện cảm ứng sinh ra sẽ tác dụng ngược lại với từ trường do nam châm sinh ra. 

Như vậy sẽ xuất hiện một lực điện từ F_đt tác động lên vùng trục (3) làm cho vùng trục (3) quay kéo theo cần (4) quay làm cho tiếp điểm thường đóng (6) mở ra, tiếp điểm thường mở (5) đóng lại.

Lực điện từ F_đt được sinh ra có đủ lớn để tác động lên vùng trục (3) có quay được hay không? Nó còn phụ thuộc vào từ trường của nam châm vĩnh cửu biến thiên qua các thanh dẫn nhanh hay chậm, như vậy nó hoàn toàn phụ thuộc vào tốc độ của trục động cơ hay trục của máy cần khống chế tốc độ.

Khi tốc độ của trục động cơ hay máy cần khống chế n (vòng/phút) tăng dần, do đó từ trường của nam châm vĩnh cửu sẽ biến thiên qua các thanh dẫn sẽ tăng dần, làm cho sức điện động và dòng điện xuất hiện trong thanh dẫn tăng lên, dòng điện cảm ứng này sẽ sinh ra từ trường lớn hơn. Như vậy sẽ sinh ra một lực điện từ F_đt tăng dần, ở một thời điểm có giá trị tốc độ cần khống chế lực điện từ Fđt sinh ra có giá trị lớn đủ để tác động lên trục (3) làm cho vòng trục (3) quay.

Relay kiểm tra tốc độ

Relay kiểm tra tốc độ dùng để thay đổi chế độ làm việc của hệ tiếp điểm ở mốc một tốc độ nào đó. Đại lượng vào là tốc độ quay của động cơ điện, đại lượng ra là việc trí của tiếp điểm. Khi tốc độ quay đạt một giá trị cho trước nào đó, relay sẽ tác động đóng cắt tiếp điểm của nó trong mạch điều khiển hoặc bảo vệ.

Sau đây là hai kiểu relay kiểm tra tốc độ thường dùng:

Relay kiểm tra tốc độ kiểu cảm ứng

1 – nam châm; 2 – thanh dẫn; 3 -cần

Khi nam châm (1) quay cùng với trục quay của động cơ sẽ tạo ra từ trường quay quét qua các thanh dẫn của lồng sóc (2). Sức điện động cảm ứng xuất hiện trong các thanh dẫn lồng sóc nối ngắn mạch tạo ra dòng điện. Từ trường quay của nam châm lại tác động vào dòng cảm ứng này một từ lực và tạo ra moment có xu hướng làm quay lồng sóc theo chiều quay của từ trường.

Nam châm quay nhanh thì dòng cảm ứng mạnh, moment tác dụng sẽ lớn. Tới một tốc độ nào đó, moment tác động đủ lớn thắng moment ghìm giữ lồng sóc thì lồng sóc sẽ quay và cần (3) gắn với lồng sóc sẽ quay để đóng (hoặc mở) các tiếp điểm của relay.

Relay kiểm tra tốc độ kiểu ly tâm 

1- trục quay; 2 – quả văng; 3,5 – lò xo; 6 – tiếp điểm thường đóng; 7 – tiếp điểm thường mở

Trục (1) quay cùng với động cơ và khi quay sẽ kéo hai quả văng (2) cùng quay. Khi trục đứng yên lò xo (3) kéo hai quả văng tì vào đĩa cách điện (4), ép lò xo (5) để đóng tiếp điểm thường đóng (6) và mở tiếp điểm thường mở (7). Nếu tốc độ động cơ lớn đến một giá trị nào đó được chỉnh định trước, lực ly tâm sẽ thắng lực kéo của lò xo (3) làm hai quả văng (2) văng xa trục (1) và không tì vào đĩa (4) nữa. Lò xo (5) đẩy đĩa (4) sang phải, làm tiếp điểm (6) mở ra, tiếp điểm (7) đóng lại.