Rơ le nhiệt là gì? cấu tạo và nguyên lý hoạt động của rơ le nhiệt

Cập nhật lần cuối: tháng 7/2026 - Biên soạn bởi đội ngũ kỹ sư Max Electric VN

Rơle nhiệt là thiết bị bảo vệ quá tải cho động cơ điện, hoạt động dựa trên nguyên lý biến dạng nhiệt của thanh lưỡng kim khi dòng điện vượt ngưỡng cài đặt trong thời gian dài, rơle tác động ngắt mạch điều khiển, bảo vệ động cơ khỏi cháy hỏng do quá nhiệt.

Trong tủ điện công nghiệp, rơle nhiệt thường lắp kết hợp với contactor để tạo thành bộ khởi động trực tiếp (DOL starter) đây là giải pháp bảo vệ động cơ phổ biến và kinh tế nhất hiện nay.

Thành phần quan trọng nhất là thanh lưỡng kim ghép hai lớp kim loại có hệ số giãn nở nhiệt khác nhau (thường là đồng thau và invar). Khi bị đốt nóng, hai lớp giãn nở không đều gây uốn cong, tạo lực cơ học tác động vào cơ cấu ngắt tiếp điểm.

[Hình ảnh: sơ đồ cấu tạo rơle nhiệt và alt text: "cấu tạo rơle nhiệt bimetal và tiếp điểm điện"]

Nguyên lý hoạt động của rơle nhiệt như thế nào?

Rơle nhiệt hoạt động theo nguyên lý tích lũy nhiệt không tác động tức thời mà phản ứng với dòng điện vượt ngưỡng kéo dài theo thời gian, mô phỏng đúng cơ chế phát nhiệt thực tế của động cơ điện.

Quá trình hoạt động diễn ra theo 4 bước:

1. Dòng điện bình thường: Dây đốt nóng tạo nhiệt vừa đủ, thanh bimetal chỉ cong nhẹ, tiếp điểm NC giữ nguyên contactor và động cơ hoạt động bình thường.
2. Dòng điện vượt ngưỡng (quá tải): Nhiệt tăng cao hơn, bimetal cong mạnh hơn theo tỷ lệ dòng điện và thời gian quá tải.
3. Đạt ngưỡng tác động: Bimetal cong đủ để kích hoạt đòn bẩy và cần gạt tiếp điểm NC mở ra, ngắt cuộn dây contactor, dừng động cơ.
4. Sau khi nguội: Bimetal trở về hình dạng ban đầu. Nhấn nút Reset để phục hồi tiếp điểm động cơ sẵn sàng khởi động lại.

Đặc điểm quan trọng: Thời gian tác động tỷ lệ nghịch với mức độ quá tải. Dòng điện vượt 120% ngưỡng cài đặt có thể tác động sau vài phút; dòng điện vượt 200% tác động sau vài giây. Đây là đặc tính bảo vệ phù hợp với đặc tính nhiệt của cuộn dây động cơ.

Rơle nhiệt bảo vệ động cơ khỏi những sự cố nào?

Rơle nhiệt bảo vệ động cơ điện khỏi 3 nhóm sự cố chính:

Quá tải dài hạn: Khi động cơ kéo tải nặng hơn công suất định mức trong thời gian dài, dòng điện tăng liên tục 110- 150% định mức. Nếu không ngắt kịp thời, cuộn dây stator sẽ tích lũy nhiệt đến mức phá hủy lớp cách điện. Rơle nhiệt phát hiện và ngắt mạch trước khi đạt nhiệt độ nguy hiểm.

Mất pha (single phasing): Khi 1 trong 3 pha bị mất, 2 pha còn lại phải gánh thêm tải, dòng điện tăng cao bất đối xứng. Nhiều rơle nhiệt 3 pha có cơ cấu phát hiện mất pha để tác động nhanh hơn trong trường hợp này.

Khởi động quá lâu hoặc rotor kẹt: Dòng khởi động động cơ thường 5–7 lần dòng định mức. Nếu động cơ không quay được (rotor kẹt), dòng cao duy trì quá lâu sẽ khiến rơle nhiệt tác động bảo vệ.

Lưu ý quan trọng: Rơle nhiệt không bảo vệ ngắn mạch vì tốc độ tác động không đủ nhanh. Trong tủ điện công nghiệp, luôn phải kết hợp CB (aptomat) bảo vệ ngắn mạch + rơle nhiệt bảo vệ quá tải — hai thiết bị này bổ sung cho nhau, không thay thế nhau.

Phân biệt rơle nhiệt và aptomat (CB) bảo vệ quá tải

Kỹ sư và nhà thầu M&E thường đặt câu hỏi: CB bảo vệ quá tải và rơle nhiệt có cần dùng cả hai không? Bảng so sánh dưới đây làm rõ

Kết luận: Trong tủ điện điều khiển động cơ chuẩn kỹ thuật, cần dùng cả hai CB ngăn ngắn mạch, rơle nhiệt bảo vệ quá tải dài hạn. Bỏ rơle nhiệt để tiết kiệm chi phí là sai lầm phổ biến dẫn đến cháy hỏng động cơ.

Cách chọn rơle nhiệt đúng dải dòng cho động cơ

Chọn sai dải dòng rơle nhiệt là nguyên nhân hàng đầu gây ra hai vấn đề: rơle tác động oan (dừng động cơ khi không cần) hoặc không tác động kịp (động cơ cháy hỏng vẫn không ngắt).

Quy tắc chọn dải dòng rơle nhiệt:

1. Xác định dòng định mức động cơ (In): Đọc trên nhãn nameplate động cơ hoặc tính theo công thức P = √3 × U × I × cosφ × η
2. Chọn rơle nhiệt có dải điều chỉnh bao gồm In: In phải nằm trong khoảng giữa của dải chỉnh không nên nằm ở cực min hoặc cực max
3. Cài đặt dòng tác động: Chỉnh núm về 100-110% In. Với động cơ khởi động nặng (máy bơm, máy nén), có thể chỉnh 105-115% In
4. Cân nhắc nhiệt độ môi trường: Nếu tủ điện đặt nơi nhiệt độ cao (>40°C), chọn rơle có khả năng bù nhiệt độ hoặc hạ dòng cài đặt 5-10%

Ví dụ thực tế: Động cơ 5.5kW, 380V 3 pha, cosφ = 0.85, η = 0.92 → In ≈ 11.4A. Chọn rơle nhiệt dải 9–13A hoặc 10–16A, cài đặt ở 11.5A.

Các hãng rơle nhiệt phổ biến trong tủ điện Max Electric VN: Schneider Electric (LRD/LR2), Mitsubishi (TH-T, TH-N), LS Electric (MT-32/63/95), ABB (TA series). Mỗi hãng có bảng tra cứu dải dòng và đặc tính thời gian-dòng điện đi kèm.

[Hình ảnh: bảng tra dải dòng rơle nhiệt Mitsubishi và alt text: "rơle nhiệt Mitsubishi TH-T dải dòng và cách chỉnh định"]

Rơle nhiệt trong tủ điện Max Electric VN

Trong mỗi tủ điện điều khiển và tủ MCC (Motor Control Center) do Max Electric VN sản xuất tại xưởng CNC Hòa Lạc, rơle nhiệt được lắp đặt theo tiêu chuẩn IEC 60947-4-1:

• Mỗi động cơ được bảo vệ bởi 1 rơle nhiệt riêng — không dùng chung
• Dòng cài đặt được chỉnh định sẵn theo thông số động cơ thực tế của từng dự án
• Tiếp điểm NC của rơle nhiệt đấu trực tiếp vào mạch cuộn dây contactor, đảm bảo ngắt an toàn
• Tiếp điểm NO kết nối tín hiệu cảnh báo về PLC hoặc màn hình HMI (với tủ tích hợp tự động hóa)
• Có nhãn ghi rõ dải dòng và dòng cài đặt ngay trên rơle để thuận tiện bảo trì

Xem thêm quy trình lắp đặt tủ điện công nghiệp chuẩn IEC để hiểu rõ hơn vị trí rơle nhiệt trong toàn bộ hệ thống.

Câu hỏi thường gặp về rơle nhiệt

---

Bài viết được biên soạn bởi đội ngũ kỹ sư Max Electric VN với hơn 10 năm kinh nghiệm thiết kế và sản xuất tủ điện công nghiệp. Xưởng sản xuất tại Khu CNC Hòa Lạc, Hà Nội — trang bị máy đột CNC Amada (Nhật Bản), đảm bảo gia công chính xác và không bavia.

ĐỂ YÊU CẦU TƯ VẤN, THIẾT KẾ, BÁO GIÁ TỦ ĐIỆN VÀ LẮP ĐẶT THIẾT BỊ - LIÊN HỆ VỚI CHÚNG TÔI:

CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ VÀ DỊCH VỤ KỸ THUẬT MAX ELECTRIC VN

Điện thoại: 0862 663 229

Email: Maxelectricvn@gmail.com

VPDD: Tầng 5 số 39 ngõ 22 Mạc Thái Tổ, Q. Cầu giấy, TP. Hà Nội

CN HCM: 599 quốc lộ 1A, P. Bình Hưng Hòa, Q. Bình Tân, TP.Hồ Chí Minh

Xưởng Sản xuất: Khu công nghệ cao Hòa Lạc, Thạch Thất, Hà Nội.