§ 19.4. Индукционные реле

Принцип действия индукционного реле основан на взаи­модействии переменных магнитных потоков с токами, индуциро­ванными этими потоками.

Индукционное реле (рис. 19.3) состоит из двух неподвижных электромагнитов 1 и 2, по обмоткам которых протекают соответ­ственно переменные токи I₁ и I₂ В воздушном зазоре электромаг­нитов установлен алюминиевый или медный диск 3, который мо­жет поворачиваться относительно оси 4. Переменные магнитные потоки, создаваемые электромагнитами 1 и 2, индуцируют ЭДС в диске 3, под действием которых по диску протекают токи (так же, как в короткозамкнутом роторе асинхронного двигателя).

Для того чтобы взаимодействие магнитных потоков с вызван­ными ими же токами привело к созданию вращающего момента, необходимо наличие сдвига по фазе токов I₁ и I₂. Только в этом случае в зазоре индукционного реле будет создано вращающееся магнитное поле, аналогично тому, как это происходит в двухфаз­ном асинхронном двигателе. При сдвиге фаз между токами I₁ и I₂ в 90° сила взаимодействия магнитного потока электромагнита 1 с током, индуцированным в диске от потока электромагнита 2, будет всегда совпадать по направлению с силой взаимодействия магнитного потока электромагнита 2 с током, индуцированным в диске от потока электромагнита 1. При совпадении токов I₁ и I₂ по фазе в среднем за период результирующая сила будет равна нулю.

Вращающий момент, приложенный к диску, определяется так:

где К — постоянный коэффициент, зависящий от конструктивных и обмоточных данных реле; — фазовый сдвиг между I₁ и I_2.

Этот вращающий момент, преодолевая сопротивление пружи­ны 4, поворачивает диск до тех пор, пока не замкнутся контак­ты 5.

Поскольку индукционное реле реагирует на фазу, его (как и электродинамическое) можно применять в качестве реле фазы. Малая инерция подвижной части позволяет использовать такие реле как быстродействующие в схемах автоматической защиты и блокировки. Особенно они распространены в автоматике на же­лезных дорогах. Они могут использоваться в качестве реле тока, напряжения, мощности, частоты, фазы, сопротивления. Достоинст­вом их является то, что они не требуют подвода тока к подвижной части. Чувствительность индукционных реле невелика, для их сра­батывания требуется мощность не менее 0,5 Вт.

Рассмотрим также применение индукционного реле в качестве реле скорости (рис. 19.4). Входной вал 5 реле связан с механиз­мом, скорость которого требуется контролировать. На валу 5 ус­тановлен цилиндрический постоянный магнит 4. При вращении поле магнита пересекает проводники короткозамкнутой обмотки 3 поворотного статора 6. В обмотке 3 наводится ЭДС, значение которой пропорционально скорости вращения входного вала 5. Под действием этой ЭДС по обмотке 3 проходит ток, сила взаи­модействия которого с вращающимся полем магнита 4 стремится повернуть статор 6 в направлении вращения. При определенной скорости вращения сила возрастает настолько, что упор 2, преодо­левая противодействие плоской пружины, переключает контакты реле. В зависимости от направления вращения переключается кон­тактный узел / или 7. Точность работы индукционного реле ско­рости невелика. В точных системах контроля скорости необходи­мо использование более сложной схемы, включающей в себя ин­дукционный датчик скорости и высокочувствительное поляризо­ванное реле.