Tìm hiểu rơ le tốc độ
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.
- Trục nối với động cơ cần khống chế.
- Nam châm vĩnh cửu.
- Vòng trục bên trong có đặt dây quấn.
- Cần mang tiếp điểm động.
- Tiếp điểm thường mở.
- Tiếp điểm thường đóng.
- Thanh dẫn có dây quấn.

Nguyên lý hoạt động
Relay khống chế tốc độ hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. Dưới đây là mô tả chi tiết về nguyên lý hoạt động của loại relay này:
Nhắc lại cấu tạo:
- Trục (1): Liên kết với trục của động cơ hoặc máy cần khống chế tốc độ.
- Nam châm vĩnh cửu (2): Gắn liền với trục số một, tạo ra từ trường ổn định.
- Vòng trục (3): Bên ngoài vòng nam châm, có mặt trong chứa các thanh dẫn.
Hoạt động:
- Khi động cơ quay, trục (1) kéo theo nam châm vĩnh cửu (2) quay cùng.
- Từ trường của nam châm vĩnh cửu cắt qua các thanh dẫn trên vòng trục (3), tạo ra một sức điện động cảm ứng trong các thanh dẫn này.
- Kết quả là xuất hiện dòng điện cảm ứng trong các thanh dẫn, dòng điện này tạo ra một từ trường sinh ra lực điện từ .
Tác động:
Lực điện từ tác động lên vùng trục (3), khiến nó quay và kéo theo cần (4) quay.
Khi trục quay, tiếp điểm thường đóng (6) sẽ mở ra, trong khi tiếp điểm thường mở (5) sẽ đóng lại, dẫn đến việc điều khiển các mạch điện khác trong hệ thống.
Điều chỉnh theo tốc độ:
Lực điện từ Fđt sinh ra phụ thuộc vào tốc độ của trục động cơ. Khi tốc độ trục tăng dần, từ trường của nam châm vĩnh cửu sẽ biến thiên qua các thanh dẫn nhanh hơn, dẫn đến việc sức điện động và dòng điện cảm ứng tăng lên.
Dòng điện cảm ứng mạnh hơn sẽ tạo ra từ trường lớn hơn, làm tăng lực điện từ Fđt.
Khi đạt đến giá trị tốc độ cần khống chế, lực điện từ đủ lớn để làm quay vùng trục (3).
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
Cấu tạo:
- Nam châm (1): Gắn liền với trục quay của động cơ. Khi động cơ hoạt động, nam châm quay theo.
- Lồng sóc (2): Gồm các thanh dẫn được nối ngắn mạch. Khi nam châm quay, từ trường quay sẽ quét qua các thanh dẫn này.
- Cần (3): Gắn với lồng sóc, có chức năng đóng hoặc mở các tiếp điểm của relay.
Hoạt động:
Khi nam châm quay, nó tạo ra một từ trường quay. Từ trường này quét qua các thanh dẫn trong lồng sóc (2), dẫn đến sự xuất hiện của sức điện động cảm ứng trong các thanh dẫn.
Dòng điện cảm ứng này sinh ra từ trường cảm ứng trong các thanh dẫn. Từ trường quay của nam châm tác động vào dòng điện cảm ứng này, tạo ra một lực từ và một moment (mô men) tác dụng lên lồng sóc.
Tác động:
- Khi nam châm quay nhanh, dòng điện cảm ứng sẽ mạnh, làm tăng moment tác động lên lồng sóc.
- Tới một tốc độ nhất định, moment này đủ lớn để vượt qua moment giữ lồng sóc ở vị trí tĩnh (moment ghìm giữ).
- Khi điều này xảy ra, lồng sóc (2) sẽ quay theo chiều quay của từ trường, kéo theo cần (3) quay và đóng (hoặc mở) các tiếp điểm của relay.
Điều chỉnh theo tốc độ:
Mối liên hệ giữa tốc độ quay của nam châm, dòng điện cảm ứng và moment tác động cho phép relay hoạt động một cách chính xác, điều chỉnh được việc đóng mở các tiếp điểm theo tốc độ của động cơ.
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
Cấu tạo:
- Trục (1): Quay cùng với động cơ. Khi trục quay, nó sẽ kéo theo hai quả văng (2).
- Quả văng (2): Gắn trên trục, chịu tác động của lực ly tâm khi trục quay.
- Lò xo (3): Kéo hai quả văng tì vào đĩa cách điện (4) khi trục đứng yên.
- Lò xo (5): Đẩy đĩa (4) khi quả văng không còn tì vào đĩa.
- Tiếp điểm (6): Tiếp điểm thường đóng, sẽ mở ra khi lực ly tâm lớn hơn lực kéo của lò xo (3).
- Tiếp điểm (7): Tiếp điểm thường mở, sẽ đóng lại khi tiếp điểm (6) mở.
Hoạt động:
Khi động cơ hoạt động và trục (1) quay, hai quả văng (2) cũng quay theo.
Nếu trục đứng yên, lực kéo của lò xo (3) sẽ giữ hai quả văng tì vào đĩa cách điện (4), ép lò xo (5) và giữ cho tiếp điểm (6) đóng và tiếp điểm (7) mở.
Khi tốc độ quay của động cơ tăng lên đến một giá trị định trước, lực ly tâm sinh ra từ sự quay của quả văng (2) sẽ vượt qua lực kéo của lò xo (3).
Tác động:
Khi lực ly tâm vượt qua lực kéo, hai quả văng (2) sẽ văng xa khỏi trục (1) và không còn tì vào đĩa (4) nữa.
Lò xo (5) sẽ đẩy đĩa (4) sang phải, dẫn đến việc mở tiếp điểm (6) và đóng tiếp điểm (7).
Kết quả:
Quá trình này cho phép relay điều chỉnh trạng thái tiếp điểm dựa trên tốc độ của động cơ. Khi tốc độ động cơ vượt quá giá trị định trước, relay sẽ chuyển đổi trạng thái của các tiếp điểm, từ đó điều khiển các thiết bị khác trong hệ thống.
*Nguồn tham khảo: Tự động điều khiển các quá trình nhiệt lạnh – Nguyễn Tấn Dũng, Trịnh Văn Dũng