Индукционные реле

1. ИНДУКЦИОННЫЕ РЕЛЕ

1.1 Принцип действия

Принцип работы индукционных реле основан на взаимодействии двух магнитных потоков с вихревыми токами, индуктируемыми в подвижной системе реле.

В электромагнитных реле переключение контактов происходит под действием электромеханической силы притяжения ферромагнитного якоря к электромагниту.

Обмотки реле 1 и 2 питаются переменными токами и , которые создают переменные магнитные потоки и .

Пронизывая подвижную систему 3, магнитный поток наводит в ней э.д.с. , аналогично поток создаёт э.д.с. .

Под действием э.д.с. и в подвижной системе возникают вихревые токи и , замыкающиеся вокруг оси индуктирующего их магнитного потока.

В конструкции возникают две силы:

– взаимодействие и ;

– взаимодействие и .

Направление сил и определяется по правилу «левой руки» и показано на рисунке 1.

Силы и образуют результирующую электромагнитную силу , равную их алгебраической сумме . Результирующая сила создаёт вращающий момент , где d – плечо силы .

Электромагнитная сила и момент приводят в движение подвижную систему, которая в зависимости от знака замыкает или размыкает контакты реле 4.

1.2 Электромагнитная сила и её момент

.

где – постоянные величины, зависящие от размеров и материала диска, расположения полюсов относительно оси диска и частоты тока.

Анализируя выражение, можно установить следующее:

Если увеличить число витков, то во столько же раз уменьшиться ток срабатывания и наоборот;

Сила притяжения обратно пропорциональна квадрату размера воздушного зазора 𝛿.

Ток возврата меньше тока срабатывания: 𝑘в = 𝐼в,р 𝐼 с,р.

Уменьшение противодействующей силы ведёт к уменьшению тока срабатывания и тока возврата.

2. ИНДУКЦИОННЫЕ РЕЛЕ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ

2.1 Реле с короткозамкнутыми витками

Реле на рисунке 3 имеет электромагнит 1, охватывающий своими полюсами закреплённый на оси диск 2. На верхнем и нижнем полюсах электромагнита насажены короткозамкнутые медные витки 3, охватывающие часть сечения полюсов. Токи в обмотке реле и короткозамкнутом витке создают магнитные потоки и , положительные направления которых показаны на рисунке 4.

В индукционных реле тока магнитный поток, созданный протекающим по катушке током, необходимо расщепить на два потока и сдвинуть их пространственно и по фазе.

На верхний и нижний полюсы электромагнита насаживаются короткозамкнутые витки (экраны), охватывающие часть сечения магнитопровода.

2.2 Время действия индукционных реле

Конструкция индукционных реле позволяет выполнять их с выдержкой времени без применения специальных часовых механизмов. Время действия индукционного реле зависит от угла , на который должен повернуться диск для замыкания контактов K реле, и угловой скорости движения диска

Время действия индукционного реле является функцией тока: с увеличением тока время уменьшается. Такая характеристика времени действия реле называется зависимой (кривая 1 на рисунке 6). На практике часто применяются токовые реле с ограниченно зависимой характеристикой выдержки времени (кривая 2 на рисунке 6). Особенность этой характеристики состоит в том, что начиная с некоторого значения тока в реле, время действия реле остаётся неизменным, т.е. не зависящим от тока. Эта часть характеристики называется независимой.

Выдержка времени:

где – число оборотов, определяемое положением толкателя.