Shock Relay là gì? Nguyên lý, cài đặt, khác rơ le nhiệt

Hãy hình dung bạn đang xử lý sự cố một băng tải hoặc bộ chuyển tải xích do Nhật chế tạo, đặt trong nhà máy ở Việt Nam. Trong tủ điều khiển, cạnh contactor điện từ (khởi động từ) và rơ le nhiệt của động cơ, có một hộp nhỏ gắn thanh DIN với ba núm xoay ghi CURRENT, START TIME và SHOCK TIME. Trên bản vẽ điện, thiết bị này được gọi là shokku rire (rơ le sốc, viết bằng katakana). Dây chuyền cứ dừng, đèn quá tải trên thiết bị sáng, và phản xạ đầu tiên của nhiều người là vặn núm CURRENT lên.

Shock relay (rơ le sốc) là loại rơ le giám sát dòng điện, được thiết kế chủ yếu để bảo vệ máy được dẫn động. Nó theo dõi dòng điện động cơ; khi dòng vượt mức đặt trong thời gian dài hơn thời gian đặt, nó chuyển tiếp điểm ngõ ra để mạch điều khiển dừng động cơ. Mục đích là phát hiện tình trạng kẹt trước khi xích, hộp giảm tốc và các chi tiết truyền động bị hỏng. Còn rơ le nhiệt thì bảo vệ cuộn dây động cơ khỏi quá nhiệt. Hai thiết bị làm hai việc khác nhau và cái này không thay được cái kia.

Bài này giải thích shock relay là gì, ngoài Nhật người ta gọi chức năng này là gì, nó khác rơ le nhiệt ở đâu, ba thông số cài đặt có ý nghĩa gì và cần kiểm tra gì khi nó trip. Cuối bài có danh sách kiểm tra và danh sách câu hỏi gửi nhà cung cấp Nhật.

Mục lục

1. Shock relay là gì?
2. Ngoài Nhật gọi là gì?
3. Shock relay và rơ le nhiệt
4. Nguyên lý hoạt động của shock relay
5. Ba thông số: dòng đặt, Start Time và Shock Time
6. Khi trip: cần kiểm tra gì
7. Danh sách kiểm tra và câu hỏi gửi nhà cung cấp Nhật
8. Giới hạn của bài viết này
9. Câu hỏi thường gặp
10. Nguồn

Shock relay là gì?

Hình 1: Phát hiện băng tải bị kẹt qua dòng điện động cơ

Rơ le biến sự cố cơ khí thành tín hiệu điện và báo cho contactor cắt động cơ.

Sơ đồ minh họa cho động cơ khởi động trực tiếp (DOL). Cực đấu dây và mạch dừng thực tế theo từng model rơ le và thiết kế của máy. Trên điện thoại, hãy vuốt ngang để xem hình.

Khi vật gì đó bị kẹt trong băng tải, động cơ vẫn cố quay và phải gồng sức chống lại vật cản, nên dòng điện tăng lên. Shock relay bắt được mức tăng đó và báo sớm tình trạng quá tải của xích, hộp giảm tốc hoặc các chi tiết truyền động khác.

Shock relay loại giám sát dòng điện không đo trực tiếp mô-men trên trục. Nó suy ra tải từ sự thay đổi của dòng điện động cơ. Vì vậy, để cài đặt cần có hai thứ: dòng động cơ khi chạy bình thường và giới hạn tải của máy cần bảo vệ.

Cùng ý tưởng này dùng được cho máy nghiền và máy khuấy, nơi vật lạ có thể làm tải tăng đột ngột. Thế nào là "bất thường" phụ thuộc vào mức máy chịu được, chứ không chỉ vào công suất động cơ. Dòng điện còn thay đổi theo ứng dụng và cách điều khiển tốc độ, nên trước khi chỉnh bất kỳ thông số nào, hãy xác định loại động cơ, kiểu dẫn động (khởi động trực tiếp hay biến tần) và ghi lại điều kiện tải của máy.

Cắt điện không làm máy dừng ngay lập tức; máy có thể tiếp tục chạy theo quán tính. Tsubakimoto Chain (Tsubaki), hãng Nhật sản xuất dòng sản phẩm Shock Relay, cảnh báo rằng rơ le có thể không bảo vệ được thiết bị có quán tính lớn hoặc tỷ số giảm tốc lớn, và yêu cầu thử nghiệm trước khi áp dụng.

Với thiết bị chở người và thiết bị nâng hạ, các biện pháp chống tai nạn và chống rơi tải phải được thiết kế ngay trong máy. Đừng dựa vào shock relay để bảo đảm an toàn cho người. Hãy coi bảo vệ máy và chức năng an toàn là hai hạng mục thiết kế riêng. Trách nhiệm bảo đảm an toàn máy móc, thiết bị của người sử dụng lao động được nêu trong Luật An toàn, vệ sinh lao động 2015 (Luật số 84/2015/QH13); chi tiết cần xem trong luật và văn bản hướng dẫn hiện hành.

Ngoài Nhật gọi là gì?

"Shock Relay" (shokku rire) là tên sản phẩm của Tsubaki; trên trang tiếng Nhật của Tsubaki, tên này được ghi kèm ký hiệu thương hiệu đã đăng ký. Các hãng khác bán chức năng tương tự dưới tên khác, nên khi tìm hàng thay thế hoặc thiết bị tương đương tại Việt Nam, hãy tìm theo chức năng chứ không theo tên.

Bảng 1: Những tên gọi bạn có thể gặp cho cùng loại bảo vệ

Các thuật ngữ này chồng lấn nhưng không thay thế nhau được. Hãy kiểm tra từng sản phẩm cụ thể thực sự phát hiện cái gì.

Thuật ngữ	Thường có nghĩa là	Ghi chú
Shock relay (Tsubaki)	Rơ le giám sát dòng điện, trip khi dòng vượt mức đặt trong thời gian đặt, có thời gian trễ khi khởi động	Tsubaki cũng bán ngoài Nhật dưới tên này, xếp vào nhóm "electronic shock relays" để bảo vệ quá tải
Rơ le giám sát dòng điện (current monitoring relay / current sensing relay)	Rơ le so sánh dòng đo được với ngưỡng và chuyển một ngõ ra điều khiển	Loại quá dòng phát hiện được băng tải kẹt; loại thiếu dòng phát hiện được đứt băng hoặc mất tải
Load monitor relay	Cách gọi quen thuộc ngoài xưởng cho cùng mục đích bảo vệ cơ khí	Một số sản phẩm giám sát công suất động cơ thay vì dòng điện
Rơ le quá tải điện tử (có chức năng chống kẹt – jam)	Rơ le quá tải động cơ đo dòng bằng mạch điện tử; một số model bổ sung phát hiện kẹt hoặc kẹt rô-to	Phát hiện kẹt chỉ là tùy chọn ở một số model, không phải mọi model đều có
EOCR (electronic over-current relay)	Dòng sản phẩm thường gặp ở các thị trường châu Á, bán dưới thương hiệu Schneider Electric	Chức năng liệt kê gồm quá dòng, mất pha, kẹt rô-to, có thời gian trễ khi khởi động và trễ khi cắt
Bảo vệ quá tải cơ khí (khớp giới hạn mô-men – torque limiter)	Chi tiết cơ khí trong hệ truyền động, trượt hoặc ngắt khi đạt mô-men đặt	Tsubaki xếp torque limiter vào nhóm bảo vệ quá tải cơ khí, tách khỏi các rơ le điện

Tên sản phẩm và chức năng lấy từ trang của hãng và nhà phân phối trong mục Nguồn. Hãy xác nhận phương pháp phát hiện và các thông số trong datasheet của đúng model đang dùng.

Tsubaki còn có một thiết bị liên quan gọi là Shock Monitor. Nó giám sát công suất đầu vào của động cơ thay vì dòng điện, và Tsubaki mô tả đây là thiết bị giám sát công suất, bắt được những thay đổi tải nhỏ hơn. Nếu bản vẽ Nhật ghi shokku monita (Shock Monitor) thì đó không phải là shock relay.

Shock relay và rơ le nhiệt

Hình 2: Cùng một dòng quá lớn, nhưng bảo vệ những đối tượng khác nhau

Quá tải của máy, nhiệt của động cơ và ngắn mạch đều có thiết bị bảo vệ riêng.

Hạng mục	Shock relay	Rơ le nhiệt	Aptomat (CB/MCCB) / cầu chì
Mục đích chính	Hạn chế hư hỏng máy do kẹt và các sự cố tương tự	Ngăn cháy động cơ do quá tải	Bảo vệ mạch điện khỏi ngắn mạch và sự cố tương tự
Phát hiện và tác động	Xét mức dòng và thời gian duy trì	Dòng điện làm nóng thanh lưỡng kim và làm nó cong	Phát hiện và cắt quá dòng / dây chảy bị nóng chảy
Thời gian	Chỉnh được thời gian trễ khởi động và thời gian trễ quá tải	Đặc tính thời gian nghịch: dòng càng lớn, trip càng nhanh	Chọn theo dòng ngắn mạch và phối hợp bảo vệ
Cách dừng động cơ	Tiếp điểm ngõ ra đưa vào mạch dừng	Tiếp điểm phụ tác động vào cuộn dây contactor	Tự cắt mạch động lực

Cột rơ le nhiệt mô tả loại lưỡng kim (nhiệt) thông thường. Các chức năng như bảo vệ mất pha khác nhau tùy model. Trên điện thoại, hãy vuốt ngang để xem bảng.

Shock relay phù hợp với máy có tải có thể tăng vọt: nó dừng máy sau một khoảng trễ mà bạn đặt. Rơ le nhiệt (thermal overload relay, samaru rire trên bản vẽ Nhật) bảo vệ cuộn dây động cơ khỏi nhiệt sinh ra do quá dòng kéo dài.

Trong rơ le nhiệt thông thường, dòng động cơ chạy qua một điện trở nung làm nóng thanh lưỡng kim. Thanh này cong khi nóng và đẩy tiếp điểm tác động. Nó mô phỏng gián tiếp sự nóng lên của động cơ chứ không đo nhiệt độ cuộn dây. Thời gian trip phụ thuộc độ lớn của quá dòng và mức độ nóng sẵn có của rơ le, nên cùng một dòng điện, rơ le đang nóng trip sớm hơn rơ le đang nguội. Theo IEC 60947-4-1, cấp cắt (trip class 10, 20, 30) của rơ le quá tải cho biết thời gian trip tối đa tính bằng giây ở 7,2 lần dòng đặt. Tại Việt Nam, bộ tiêu chuẩn TCVN 6592 (thiết bị đóng cắt và điều khiển hạ áp) có phần 4-1 về contactor và bộ khởi động động cơ, tương ứng với IEC 60947-4-1; hãy kiểm tra năm ban hành và nội dung bản đang áp dụng với nhà cung cấp, vì bản TCVN có thể dựa trên bản IEC cũ hơn.

Với shock relay, bạn đặt thời gian chờ qua những biến động tải ngắn, bình thường sao cho hợp với máy. Nếu cần dừng máy trước khi nó hỏng, hãy xét riêng xem có thể chờ đến khi rơ le nhiệt trip hay không.

Đó cũng là lý do lắp shock relay không phải là lý do để bỏ bảo vệ nhiệt của động cơ. Cắt ngắn mạch là một nhiệm vụ thứ ba, riêng biệt. Hãy phối hợp các thiết bị báo dừng qua tiếp điểm với cầu chì và aptomat bảo vệ mạch, để không còn loại sự cố nào bị bỏ sót.

Nguyên lý hoạt động của shock relay

Hình 3: CT lấy tín hiệu dòng điện mà không cần cắt dây

Dây nguồn động cơ xuyên qua lõi từ; cuộn dây quấn trên lõi cho ra tín hiệu tỷ lệ với dòng điện.

Nguyên lý của một CT. Ở dòng SB của Tsubaki, hai trong ba dây pha của động cơ mỗi dây xuyên qua một CT riêng, cùng chiều. Hình không thể hiện tất cả các pha cùng xuyên qua một lỗ.

CT (current transformer, máy biến dòng; henryuki trong tiếng Nhật) là cảm biến dùng để đo dòng điện. Cho dây nguồn động cơ xuyên qua CT thì rơ le có được tín hiệu để xét, mà không phải cắt vào mạch động lực.

Khi tải máy tăng và dòng vượt dòng đặt, rơ le bắt đầu tính Shock Time. Nếu mức vượt kéo dài đủ thời gian đặt, tiếp điểm ngõ ra đổi trạng thái và báo sự cố đến mạch dừng hoặc mạch báo động bên ngoài.

Tiếp điểm ngõ ra của rơ le và tiếp điểm chính của contactor làm hai việc khác nhau. Tiếp điểm ngõ ra chỉ phát tín hiệu. Với khởi động trực tiếp, cách đấu thông thường là đưa ngõ ra vào mạch điều khiển của contactor điện từ, rồi tiếp điểm chính của contactor mở ra để cắt điện động cơ. Hãy coi ngõ ra là tiếp điểm khô, chỉ đóng hoặc mở một mạch chứ không phải nguồn cấp, và chọn cho phù hợp với điện áp, dòng điện của mạch mà nó đóng cắt.

Một số máy còn đưa tín hiệu sự cố vào PLC (bộ điều khiển logic khả trình). Hãy kiểm tra trước tải tối thiểu cho phép của tiếp điểm. Với dòng SB, tài liệu hướng dẫn yêu cầu truyền tín hiệu qua một rơ le trung gian dùng cho dòng nhỏ, thay vì nối thẳng tiếp điểm ngõ ra vào ngõ vào PLC, vì có nguy cơ tiếp xúc kém ở dòng rất nhỏ. Về phía PLC, sự cố là một ngõ vào số (DI). Khi đọc sơ đồ mạch, hãy lần theo riêng hai đường: đường hiển thị sự cố lên HMI và đường thực sự dừng máy.

Khi động cơ khởi động, nó hút dòng khởi động rất lớn, và đó là bình thường. Nếu rơ le xét lúc khởi động giống như lúc đang chạy, nó sẽ trip mỗi lần khởi động. Start Time sinh ra để giải quyết điều đó: rơ le chờ đến khi quá trình quá độ khi khởi động lắng xuống rồi mới bắt đầu theo dõi quá tải.

Cách đấu CT cũng quan trọng. Số lần dây xuyên qua CT và chiều xuyên phải đúng theo chỉ định của model. Cùng một dòng động cơ, số vòng xuyên khác nhau cho tín hiệu khác nhau, nên hãy lưu thông số cài đặt của rơ le và cách đấu CT thành một bộ hồ sơ.

Ba thông số: dòng đặt, Start Time và Shock Time

Cài đặt shock relay bắt đầu từ việc tìm hiểu máy khỏe mạnh hút dòng như thế nào. Hãy ghi riêng lúc khởi động và lúc chạy ổn định, kèm theo dải tải và loại vật liệu mà máy thường xử lý. Chỉ khi đó mới biết ranh giới giữa bình thường và bất thường nằm ở đâu.

Đồng thời, hãy tìm hiểu máy chịu được lực bao nhiêu và phải dừng nhanh đến mức nào. Một cài đặt cho phép chạy bình thường nhưng để máy hỏng khi có sự cố thì không phải là bảo vệ. Giá trị cuối cùng phải thỏa mãn cả hai phía.

Hãy ghi kèm tốc độ vận hành, lượng hàng trên băng tải và cách khởi động bên cạnh mỗi số liệu dòng điện. Chỉ một giá trị dòng thì sau này không thể biết tải đã tăng hay điều kiện vận hành đã thay đổi.

Hình 4: Phân biệt dòng khởi động, đỉnh ngắn và quá tải kéo dài

Sau khi Start Time kết thúc, rơ le so sánh thời gian mức vượt kéo dài với Shock Time.

Dạng sóng minh họa để giải thích logic, không phải số liệu đo. Trong ví dụ này contactor mở sau khi có ngõ ra và dòng giảm về 0. Máy vẫn có thể chạy theo quán tính sau khi hết dòng.

Dòng đặt (Current)

Dòng đặt là ranh giới giữa bình thường và quá tải. Đừng chỉ dựa vào dòng không tải. Hãy đo cả dải dòng điện, kể cả điều kiện nặng nhất mà máy gặp khi vận hành bình thường.

Ví dụ với băng tải, băng trống và băng đầy hàng cần lực kéo khác nhau. Hãy ghi lại không chỉ tải thường gặp mà cả tải tối đa mà bạn chấp nhận là bình thường.

Mục tiêu là một giá trị cho phép dòng bình thường lớn nhất đi qua nhưng trip trước khi vượt giới hạn tải của máy. Bản ghi liên hệ giữa tải và dòng điện là cơ sở tốt hơn việc đặt cố định một bội số của dòng định mức động cơ.

Đặt quá thấp thì rơ le trip ngay khi chạy bình thường; đặt quá cao thì bỏ sót những sự cố cần bắt. Nếu chênh lệch giữa dòng bình thường và dòng sự cố nhỏ, chỉnh ngưỡng có thể không đủ để tách hai trường hợp một cách đáng tin cậy.

Trong trường hợp đó, hãy cùng nhà chế tạo thiết bị xem xét lại phương pháp bảo vệ, kể cả cách phát hiện sự cố ngay trên máy. Giám sát dòng điện và giám sát công suất là hai phương pháp khác nhau, vì thế Tsubaki xếp Shock Monitor vào nhóm thiết bị giám sát công suất.

Thời gian khởi động (Start Time)

Start Time là khoảng trễ khi khởi động để dòng khởi động không gây trip nhầm. Hãy đo thời gian dòng điện cần để ổn định về mức bình thường sau khi khởi động, rồi đặt khoảng trễ đủ để vượt qua giai đoạn quá độ đó.

Băng tải trống có thể lên tốc độ nhanh, còn khởi động khi trên băng đang có hàng thì gia tốc có thể kéo dài hơn. Hãy thử đúng điều kiện khởi động mà máy thực sự dùng và xác nhận rơ le không trip ở mỗi lần khởi động bình thường.

Start Time càng dài thì càng lâu mới phát hiện được sự cố xảy ra trong lúc khởi động. Theo tài liệu hướng dẫn dòng SB, nếu quá tải xảy ra khi khởi động, rơ le chỉ trip sau khi hết Start Time cộng Shock Time.

Với biến tần, gia tốc, giảm tốc và tần số ngõ ra làm thay đổi hành vi của dòng điện. Dải tần số được hỗ trợ khác nhau theo từng model, nên hãy đối chiếu model rơ le và vị trí lắp CT với tài liệu hướng dẫn của đúng model đó.

Thời gian sốc (Shock Time)

Shock Time là khoảng thời gian dòng được phép vượt dòng đặt trước khi rơ le coi đó là sự cố. Nó cho phép những đỉnh ngắn vẫn xảy ra khi vận hành bình thường đi qua, chẳng hạn khi hàng chuyển từ băng tải này sang băng tải khác.

Đặt quá ngắn thì tải thoáng qua bình thường cũng làm dừng chuyền. Đặt quá dài thì hư hỏng tiếp tục lan rộng trong lúc kẹt. Hãy đo cả độ cao của đỉnh dòng lẫn thời gian nó kéo dài, rồi so với thời gian máy chịu được quá tải.

Để làm ví dụ, dòng SB cho Shock Time chỉnh trong khoảng 0,2–5 s. Đó là dải chỉnh của sản phẩm, không phải thời gian dừng khuyến nghị cho bất kỳ máy nào và cũng không áp dụng cho mọi model.

Khi xét máy sẽ thực sự dừng ở đâu, hãy tính cả thời gian tác động của contactor sau khi có ngõ ra và quãng chạy theo quán tính của máy. Chỉ để minh họa, giả sử 0,4 s từ lúc có sự cố đến lúc rơ le có ngõ ra và 0,6 s từ lúc có ngõ ra đến lúc dừng hẳn.

Phép tính cho thấy chỉ riêng Shock Time không quyết định máy dừng ở vị trí nào. Trên máy thật, hãy thử dừng, đo thời gian từ lúc phát hiện đến lúc đứng yên và quãng đường đi được trong thời gian đó, rồi đánh giá dựa trên các số đo ấy.

Hình 5: Những bản ghi cần xem trước khi đổi bất kỳ thông số nào trong ba thông số

Điều chỉnh làm giảm trip nhầm cũng chính là điều chỉnh làm chậm bảo vệ.

Thông số	Căn cứ vào	Nếu đặt quá thấp / ngắn	Nếu đặt quá cao / dài
Dòng đặt	Tải bình thường lớn nhất và giới hạn tải của máy	Trip khi chạy bình thường	Bỏ sót quá tải
Start Time	Thời gian dòng ổn định trong điều kiện khởi động thực tế	Trip ngay sau khi khởi động	Chậm phát hiện sự cố trong lúc khởi động
Shock Time	Thời gian kéo dài của đỉnh bình thường và thời gian máy chịu được khi có sự cố	Trip vì tải thoáng qua	Không dừng được máy trước khi hỏng

Sau khi đổi bất kỳ giá trị nào, hãy thử cả việc chạy bình thường không trip lẫn việc phát hiện được sự cố dự kiến, bằng phương pháp an toàn.

Tài liệu hướng dẫn của hãng nêu trình tự chỉnh riêng. Ví dụ, tài liệu dòng SB yêu cầu chỉnh Start Time trước, rồi dòng điện, rồi Shock Time, xuất phát từ các vị trí ban đầu được chỉ định. Hãy làm theo tài liệu của đúng model trong tủ của bạn chứ không theo một quy trình chung, kể cả bài này. Lưu ý thang chia trên núm xoay không phải là toàn bộ dải chỉnh ở mọi model; tài liệu SB nói rằng với giá trị ngoài thang chia, hãy kiểm tra thời gian bằng nút TEST.

Khi trip: cần kiểm tra gì

Sau khi trip, trước hết hãy ghi lại máy dừng lúc nào và là ngay sau khi khởi động hay đang chạy. Nếu tăng giá trị cài đặt trước, bạn có nguy cơ coi một vụ kẹt thật hoặc sức cản cơ khí đang tăng là trip nhầm.

1. Ghi lại công đoạn máy dừng, tải lúc đó, các đèn hoặc cảnh báo và các giá trị đang cài đặt.
2. Cô lập nguồn điện và cố định các bộ phận chuyển động, rồi tìm vật lạ và các bất thường trong hệ truyền động.
3. Loại bỏ nguyên nhân, rồi so với bản ghi lúc chạy bình thường để quyết định có thật sự cần đổi cài đặt hay không.
4. Xác nhận điều kiện chạy lại, bảo đảm an toàn khu vực và chạy thử.

Đấu dây và kiểm tra nên do người có chuyên môn thực hiện, theo tài liệu hướng dẫn của đúng model. Làm việc bên trong máy đòi hỏi nhiều hơn việc cô lập điện: cũng phải ngăn chuyển động do bộ phận rơi hoặc năng lượng tích trữ, theo quy trình khóa – treo thẻ (LOTO) của nhà máy.

Nếu ngõ ra rơ le đã đổi trạng thái mà máy không dừng, hãy lần theo mạch dừng phía sau rơ le. Với máy điều khiển bằng PLC, hãy so sánh trạng thái ngõ vào với tín hiệu cho phép chạy để tìm chỗ đường tín hiệu bị đứt. Một cách kiểm tra tiếp điểm là đo thông mạch khi mạch đã mất điện; đừng đo điện trở trên mạch đang có điện.

Sau khi khắc phục, hãy ghi lại cài đặt trước và sau khi đổi cùng kết quả thử, gắn với mã thiết bị. Đưa việc kiểm tra hoạt động và cập nhật hồ sơ vào kế hoạch bảo trì để có thể so sánh lại mỗi khi điều kiện tải thay đổi.

Thử bằng chức năng test sẵn có của rơ le và thử cả đường dừng đầy đủ là hai việc kiểm tra những phạm vi khác nhau. Đừng dừng lại ở chỗ thấy đèn đổi trạng thái; hãy kiểm tra xem mạch nhận ngõ ra có thực sự về đúng trạng thái đã thiết kế hay không.

Phương pháp thử được quy định theo từng model. Ví dụ ở dòng SB, nút TEST được dùng khi động cơ đang dừng. Đừng cố tình làm kẹt máy thật để thử bảo vệ; hãy dùng phương pháp mà nhà sản xuất chỉ định để tái hiện điều kiện một cách an toàn.

Danh sách kiểm tra và câu hỏi gửi nhà cung cấp Nhật

Hãy dùng danh sách này khi một máy Nhật có shock relay về đến nhà máy, khi bạn lập kế hoạch thay thế, hoặc trước khi có ai đổi cài đặt.

Danh sách kiểm tra tại hiện trường

• Hãng và mã model đầy đủ của rơ le, lấy từ nhãn máy và danh mục phụ tùng
• Giá trị Current, Start Time và Shock Time đang đặt (chụp ảnh các núm xoay trước khi chạm vào)
• Loại CT, pha nào xuyên qua CT, số vòng xuyên và chiều xuyên
• Chế độ ngõ ra: tự giữ (ở dòng SB, reset bằng nút RESET) hay tự động reset
• Ngõ ra đi đâu: mạch cuộn dây contactor, ngõ vào PLC (có qua rơ le trung gian không?), còi báo
• Điện áp nguồn điều khiển của rơ le
• Kiểu dẫn động: khởi động trực tiếp hay biến tần, và dải tần số biến tần đang dùng
• Rơ le nhiệt và bảo vệ ngắn mạch vẫn còn và được chỉnh đúng
• Bản ghi dòng điện khi vận hành bình thường: lúc khởi động, lúc chạy không tải, lúc tải bình thường lớn nhất
• Bản ghi thử dừng: thời gian và quãng đường từ lúc phát hiện đến lúc đứng yên

Câu hỏi gửi phía Nhật

• Shock relay này dùng để phát hiện sự cố máy nào (kẹt, quá tải xích, bảo vệ hộp số)?
• Các giá trị dòng đặt, Start Time và Shock Time được quyết định như thế nào? Có dữ liệu dòng điện đo thực tế không?
• Tải hoặc mô-men cho phép của các chi tiết được bảo vệ là bao nhiêu, và máy phải dừng nhanh đến mức nào?
• Ngõ ra của rơ le là tự giữ hay tự động reset? Sau khi reset, máy có thể tự chạy lại không?
• Rơ le có được phép dùng với biến tần ở dải tần số vận hành của chúng tôi không?
• Nếu thay bằng rơ le giám sát dòng điện hoặc rơ le quá tải điện tử mua trong nước, thì nó phải có những chức năng và thông số nào?
• Máy có chức năng an toàn cho người hoặc chống rơi tải nào không phụ thuộc vào shock relay không?

Dưới đây là mẫu email ngắn (bằng tiếng Anh, thường dùng khi trao đổi với nhà cung cấp Nhật) mà bạn có thể chỉnh lại:

Subject: Shock relay settings for [machine name / serial no.]

We are maintaining the [conveyor] you supplied. The shock relay [maker, model] in the control panel is set to current [__ A], start time [__ s], and shock time [__ s], and it has tripped [__ times] since [date]. Please tell us how these values were determined, the measured normal current, and the load limit of the protected parts. Please also confirm whether the output is self-holding or automatic reset, and which functions a substitute relay would need if we replace it locally.

Giới hạn của bài viết này

• Các dải giá trị và hành vi được nêu ở đây lấy từ tài liệu dòng SB và ED của Tsubaki. Model khác và sản phẩm của hãng khác sẽ khác.
• Bài này giải thích nguyên lý và những điều cần kiểm tra, không phải quy trình cài đặt. Cài đặt phải theo tài liệu của đúng model đang lắp và phán đoán của người thiết kế máy.
• Shock relay là bảo vệ máy. Máy có an toàn cho người hay không là vấn đề riêng của thiết kế an toàn máy và các quy định hiện hành của Việt Nam.
• Ví dụ tính toán dùng giá trị giả định. Thời gian và quãng đường dừng thực tế phải đo trên máy.
• Các tên gọi trong Bảng 1 chồng lấn nhau. Sản phẩm mua trong nước có thay thế được shock relay hay không phụ thuộc vào phương pháp phát hiện, dải thời gian và ngõ ra của nó, và cần xác nhận với nhà cung cấp.
• Việc đối chiếu với TCVN ở trên chỉ ở mức tham khảo; số hiệu, năm ban hành và mức tương đương với IEC cần kiểm tra lại với nguồn chính thức hoặc nhà cung cấp.

Câu hỏi thường gặp

Shock relay phát hiện cái gì?

Shock relay loại giám sát dòng điện phát hiện dòng động cơ vượt mức đặt và thời gian dòng duy trì ở mức đó. Nó suy ra tải của máy từ dòng điện, nên khác với cảm biến đo trực tiếp mô-men trên trục.

Shock relay có thay được rơ le nhiệt không?

Không. Shock relay bảo vệ máy được dẫn động khỏi bị kẹt; rơ le nhiệt bảo vệ động cơ khỏi quá nhiệt. Lắp shock relay không phải là lý do để bỏ bảo vệ nhiệt của động cơ, và bảo vệ ngắn mạch bằng cầu chì hoặc aptomat lại là một nhiệm vụ riêng nữa.

Có nên đặt Shock Time ngắn nhất có thể không?

Không nên coi đó là mục tiêu, vì khi đó các đỉnh thoáng qua bình thường cũng có thể làm máy dừng. Hãy so sánh thời gian kéo dài của đỉnh bình thường với thời gian máy chịu được khi có sự cố, và tính cả độ trễ dừng sau khi phát hiện.

Nếu để tự động reset thì máy có tự chạy lại không?

Việc tiếp điểm rơ le trở về bình thường và việc máy chạy lại là hai sự kiện riêng. Trong mạch mà lệnh chạy vẫn còn, tự động reset có thể dẫn đến chạy lại, vì vậy hãy kiểm tra chế độ reset và điều kiện cho phép chạy cùng nhau. Tín hiệu sự cố được giữ lại hoạt động khác với tín hiệu chỉ xuất hiện khi đang nhấn nút.

Có dùng shock relay với động cơ chạy biến tần được không?

Được, nếu model và dải tần số của nó phù hợp, nhưng điều kiện khác nhau giữa các dòng của Tsubaki. Dòng ED ghi dải 20–200 Hz cho biến tần. Tài liệu dòng SB cảnh báo rằng méo dạng sóng dòng điện khi dùng biến tần có thể gây hoạt động sai, và nói rằng có thể dùng ở 30–60 Hz, nơi ảnh hưởng nhỏ. Đừng áp dụng dải của model này cho model khác.

Nguồn

• Định nghĩa shock relay và shock monitor; bảo vệ quá tải điện và cơ khí: Tsubakimoto Chain, thông tin sản phẩm thiết bị điều khiển điện (tiếng Nhật)
• Phát hiện, đấu dây, cài đặt, nút test và bảo trì: Tsubakimoto Chain, hướng dẫn sử dụng Shock Relay dòng SB (tiếng Nhật, 21/02/2024); U.S. Tsubaki, hướng dẫn sử dụng TSBSB Shock Relay (tiếng Anh)
• Chế độ reset và lưu ý khi áp dụng (quán tính, thiết bị chở người và nâng hạ): Tsubakimoto Chain, lưu ý khi dùng shock relay (tiếng Nhật)
• Ví dụ model dùng được với biến tần: Tsubakimoto Chain, Shock Relay dòng ED (tiếng Nhật)
• Shock relay của Tsubaki bán ngoài Nhật: Tsubaki of Canada, Electronic Shock Relays
• Cấu tạo rơ le nhiệt, thời gian trip và bảo vệ ngắn mạch: OMRON, tài liệu kỹ thuật thiết bị đóng cắt hạ áp (tiếng Nhật)
• Cấp cắt theo IEC 60947-4-1: ABB, dữ liệu kỹ thuật rơ le quá tải nhiệt
• Rơ le giám sát dòng điện (quá dòng và thiếu dòng; ngõ ra không cắt dòng tải): VIOX, "Current Monitoring Relay Explained"
• Phát hiện kẹt ở rơ le quá tải điện tử: Rockwell Automation, "New Electronic Overload Relay Helps Prevent Motor Damage, Downtime" (Allen-Bradley E100)
• Dòng sản phẩm EOCR (chức năng liệt kê): Bảo An, trang Schneider EOCRSS
• Tiêu chuẩn Việt Nam tương ứng IEC 60947-4-1: TCVN 6592-4-1:2001, Công tắc tơ và bộ khởi động động cơ (Thư viện Pháp luật)
• Luật An toàn, vệ sinh lao động: Luật số 84/2015/QH13 (Thư viện Pháp luật)