Переваги і недоліки електромагнітних реле
До переваг електромагнітних реле у порівнянні з напівпровідниковими можна віднести:
здатність|здібність| комутації навантажень потужністю до 4 кВт при об’ємі|обсязі| реле меншому 10 см3|;
стійкість до імпульсних перенапруг, що з'являються при розрядах блискавок;
виняткова електрична ізоляція між колом керування|цепом| (котушкою|катушкою|) і контактною групою;|
мале падіння напруги|напруження| на замкнутих контактах, і, як наслідок, мале виділення тепла: при комутації струму|току| 10 А малогабаритне реле сумарно|сумарний| розсіює на котушці|катушці| і контактах менше 0,5 Вт, тоді як напівпровідникове| реле віддає в атмосферу більше 15 Вт, що вимагає інтенсивного охолодження|охолодження|;
нижча ціна електромагнітних реле в порівнянні з напівпровідниковими.
До недоліків реле можна віднести: низька швидкість роботи, обмежений (хоча і дуже великий) електричний і механічний ресурс, проблеми при комутації індуктивних навантажень і високовольтних навантажень на постійному струмі.
Вибір електромагнітних реле
Критеріями вибору реле є:
напруга живлення і допустимий струм котушки. Протікання меншого робочого струму в обмотці призводить до зниження надійності контакту, а збільшення до перегріву обмотки та зниження надійності реле. Навіть короткочасна подача на обмотку реле підвищеної робочої напруги може призвести до виходу реле з ладу, оскільки при цьому виникають механічні перенапруження в деталях магнітопровода і контактних груп, а також можливий пробій ізоляції внаслідок перенапруг, що виникають при розмиканні кола;
значення і вид комутованого струму;
характер навантаження. При комутації індуктивних навантажень внаслідок утворення дугового розряду відбувається інтенсивний знос контактів;
загальна кількість і частота комутацій.
Індукційне реле
Принцип роботи індукційного реле базується на використанні сил взаємодії змінних магнітних полів нерухомих обмоток зі струмами, які індукують ся цими полями в рухомому електропровідному елементі. Такі реле працюють тільки на змінному струмі. На даний час в системах захисту індукційні реле використовуються тільки як реле струму або потужності. Індукційна система з диском відрізняється невисокою чутливістю і значним часом спрацювання через доволі великий момент інерції самого диску. Такі системи застосовують переважно для реалізації залежної від струму характеристики часу спрацювання в реле РТ-80 та РТ-90. Для створення більш чутливих та швидкодіючих індукційних реле використовують системи з рухомим циліндричним ротором або сектором.
Рис. 14.8. Будова індукційного реле |
На рис. 14.8 показане індукційне реле з диском. Реле складається з шихтованого магнітопроводу 1 з обмоткою 2. Полюси магнітопроводу охоплюють алюмінієвий диск 5. Вісь 4 жорстко з’єднана з диском може обертатися в підшипнику 3. За відсутності струму в обмотці рухомий контакт 6 підтиснутий до упору 8 внаслідок дії пружини 10 на вісь 4. При подачі живлення диск під дією обертового моменту повертається і контакти 6 та 7 замикаються. Повернення реле відбувається під дією пружини 10. Для створення обертового моменту диск повинен пронизуватися двома знакозмінними магнітними потоками, зсунутими один відносно іншого як у просторі так і в часі. |
З цією метою полюс електромагніту розщіплюється і на одну з частин встановлюються короткозамкнуті витки 12. В результаті в робочому повітряному проміжку утворюються магнітні потоки Ф1 та Ф2, причому Ф1 відстає по фазі від Ф2 на кут . Середнє значення обертового моменту визначається за формулою:
де д – товщина диску; - питомий опір матеріалу диску; - геометрична стала індукційної системи, яка є функцією розмірів полюсів, їх взаємного розміщення і розміщення відносно диску; Фm1 та Фm2 – амплітудні значення потоків Ф1 та Ф2.
При обертанні диску в ньому згідно закону Фарадея-Ленца крім е.р.с. трансформації появляються генераторні е.р.с., які визначаються за формулою:
,
де V- лінійна швидкість участку dl диску; В – магнітна індукція, створена полюсом на участку dl диску. Під дією цих е.р.с. в диску виникають струми. Взаємодія цих струмів з потоками Ф1 та Ф2 приводить до виникнення гальмівного моменту, спрямованого проти обертового моменту. У деяких випадках для створення додаткового гальмівного моменту край диску охоплюється полюсами постійного магніту 9.