Trong các tủ điện động lực, relay nhiệt là thiết bị gần như bắt buộc khi điều khiển motor bằng contactor. Vai trò chính của relay nhiệt là bảo vệ quá tải kéo dài, ngăn động cơ bị nóng cuộn dây dẫn tới giảm tuổi thọ hoặc cháy motor.
Khác với CB hay MCCB (cắt nhanh khi ngắn mạch), relay nhiệt làm việc theo nguyên lý tích nhiệt theo thời gian – nghĩa là chỉ tác động khi dòng vượt mức cài đặt trong một khoảng đủ lâu.
Relay nhiệt là gì?
Relay nhiệt là thiết bị bảo vệ quá tải cho động cơ điện. Bên trong relay có thanh lưỡng kim, khi dòng chạy qua lớn hơn dòng định mức, nhiệt sinh ra làm thanh lưỡng kim cong dần. Khi độ cong đạt ngưỡng, cơ cấu truyền động sẽ làm ngắt tiếp điểm, cắt mạch điều khiển contactor và dừng động cơ.
Điểm cần nhớ:
-
Relay nhiệt không bảo vệ ngắn mạch
-
Relay nhiệt chỉ bảo vệ quá tải
Vì vậy trong mạch motor, relay nhiệt luôn đi kèm CB hoặc MCCB.
Cấu tạo cơ bản của relay nhiệt
Một relay nhiệt tiêu chuẩn thường gồm ba phần chính.
Thanh lưỡng kim (bimetal)
Đây là phần tử cảm nhiệt, gồm hai kim loại có hệ số giãn nở khác nhau ép sát với nhau. Khi dòng tăng, nhiệt tăng → thanh lưỡng kim cong → kích hoạt cơ cấu ngắt.
Hệ thống tiếp điểm phụ
-
Tiếp điểm thường đóng (NC): dùng để ngắt mạch điều khiển contactor
-
Tiếp điểm thường mở (NO): dùng báo lỗi hoặc đưa tín hiệu về PLC / đèn báo
Núm chỉnh dòng
Cho phép cài dòng tác động đúng bằng dòng định mức của động cơ (In motor). Đây là bước rất quan trọng khi lắp đặt, nếu chỉnh sai thì relay hoặc không tác động, hoặc nhảy liên tục.
Nguyên lý hoạt động của relay nhiệt
Quy trình làm việc khá đơn giản:
-
Khi motor chạy bình thường, relay không tác động
-
Khi dòng vượt mức cài đặt, thanh lưỡng kim nóng lên và cong dần
-
Đến ngưỡng, relay nhả tiếp điểm NC → contactor mất điện → motor dừng
-
Sau khi nguội, relay có thể reset tay hoặc tự reset tùy loại
Đặc điểm của relay nhiệt là không cắt ngay lập tức, mà có độ trễ – mô phỏng đúng quá trình nóng cuộn dây động cơ.
Chính vì vậy relay nhiệt phù hợp bảo vệ quá tải, nhưng không thể thay thế CB trong bảo vệ ngắn mạch.
Phân loại relay nhiệt trong thực tế
Ngoài công trường thường gặp hai nhóm chính.
Theo công nghệ:
-
Relay nhiệt cơ (dùng thanh lưỡng kim) – phổ biến nhất
-
Relay nhiệt điện tử – chính xác hơn, giá cao hơn, thường dùng trong hệ tự động hóa
Theo kiểu reset:
-
Reset tay: phải nhấn nút reset sau khi tác động
-
Reset tự động: relay tự hồi khi nguội
Trong môi trường công nghiệp, reset tay thường được ưu tiên để tránh motor tự chạy lại ngoài ý muốn.
Relay nhiệt của các hãng phổ biến
Trên thị trường hiện nay, relay nhiệt thường đi kèm contactor của cùng hãng để đảm bảo tương thích cơ khí và điện.
Một số thương hiệu được dùng nhiều:
-
Schneider Electric – độ bền cao, độ chính xác tốt, giá cao hơn mặt bằng
-
Siemens – hoạt động ổn định, tích hợp tốt với hệ Siemens, kích thước hơi lớn
-
Mitsubishi Electric – tin cậy, dễ sử dụng, phổ biến trong HVAC và nhà máy
-
LS Electric – giá hợp lý, phù hợp phân khúc phổ thông
-
ABB – chất lượng châu Âu, dùng nhiều trong hệ thống công nghiệp lớn
Việc chọn hãng thường đi theo contactor sẵn có trong tủ, hơn là chọn relay nhiệt riêng lẻ.
Lưu ý kỹ thuật khi chọn relay nhiệt
Một vài điểm cần kiểm tra trước khi lắp:
-
Dải chỉnh dòng phải bao trùm dòng định mức motor
-
Phải tương thích cơ khí với contactor
-
Xem điều kiện môi trường (nhiệt độ cao ảnh hưởng điểm tác động)
-
Không cài dòng quá cao để “đỡ nhảy” – rất nguy hiểm cho motor
Ngoài hiện trường, nhiều lỗi cháy động cơ bắt nguồn từ việc chỉnh relay nhiệt sai.
Kết luận
Relay nhiệt là tuyến bảo vệ cuối cùng cho động cơ trước khi cuộn dây bị quá nhiệt. Dù cấu tạo đơn giản, nhưng nếu chọn sai dải dòng hoặc cài đặt không đúng, toàn bộ hệ thống động lực sẽ mất ý nghĩa bảo vệ.
Trong thiết kế và thi công tủ điện, relay nhiệt luôn phải được xem là phần bắt buộc, kết hợp cùng CB/MCCB và contactor để tạo thành chuỗi bảo vệ hoàn chỉnh cho motor.
