7 Ворос:

Индукционные реле основаны на взаимодействии между индуцированным в каком-то проводнике током и переменным магнитным потоком. Поэтому они применяются только на переменном токе как реле защиты энергосистем. Как правило, это вторичные реле косвенного действия.

Существующие типы индукционных реле можно разделить на три группы: 1) реле с рамкой; 2) реле с диском; 3) реле со стаканом.

В индукционных реле с рамкой (рис. 6.5, а) один из потоков (F₂) инду­цирует ток в короткозамкнутой обмотке, помещенной в виде рамки в поле второго потока (Ф₁), сдвинутого по фазе. Реле имеют высокую чувствитель­ность и наибольшее быстродействие по сравнению с другими индукционными реле. Недостатком их является малый вращающий момент.

Индукционные реле с диском широко распространены. Схема простейшего реле такого типа (с короткозамкнутым витком К и диском) приведена на рис. 6.5, б. Реле имеют сравнительно простую конструкцию и достаточно большой вращающий момент.

Недостатком является замедленное действие вследствие большой инерции подвижной части.  Индукционные реле со стаканом (рис. 6.5, в) имеют подвижную часть в виде стакана, вращающегося в магнитном поле двух потоков четырехполюс­ной магнитной системы. Потоки Ф₁, и Ф₂ расположены в пространстве под углом 90°, а по времени сдвинуты на угол g.

Внутри стакана 5 проходит стальной цилиндр 1 для уменьшения магнитного сопротивления. Реле со ста­каном сложнее реле с диском, но позволяет получить время срабатывания до 0,02 с. Это существенное достоинство обеспечило им широкое применение.

Четырехполюсная магнитная система позволяет без существенных изменений полу­чать разнообразные по назначению реле и унифицировать их производство. Например, если на полюсах11 и 13 разместить токовые катушки 9, а на ярме разместить катушки напряжения 7, то они создадут соответственно потоки Ф₁, и Ф₂, пропорцио­нальные току и напряжению. Взаимодействие этих потоков с индуцированными в ста­кане 5 токами создаст в последнем вращающий момент  M =k₁F₁F₂sin g = k₂IUcos j, т. е. получим реле мощности.

В той же конструкции можно получить реле частоты, если на полюсах 11 и 13 расположить катушки напряжения 9 и соединить их последовательно с резистором, а катушки 7 соединить последовательно с конденсатором. Если оба контура (индук­тивно-активный и индуктивно-емкостный) подключить на одно напряжение, то созда­ваемый в стакане 5 момент будет равен  M =k₃fF₁F₂sin g, где f – частота тока.

Индуктивности катушек, емкость и сопротивление подбираются так, что при задан­ной уставке по частоте потоки совпадают по фазе, т. е. угол равен нулю. При изменении частоты потоки не совпадут по фазе, а знак угла их сдвига будет зависеть от    характера изменения частоты. При повышении или понижении частоты происходят  поворот стакана в ту или иную сторону и замыкание (размыкание) тех или иных      контактов.

Аналогично различными комбинациями катушек на сердечниках можно  получить и другие реле по назначению.

8 Ворос:

Простейшие герконовые реле (реле с герметичными контактами) с замыкающим контактом изображены на рис. 1. Контактные сердечники (КС) 1 и 2 изготавливаются из ферромагнитного материала с высокой магнитной проницаемостью (пермаллоя) и ввариваются в стеклянный герметичный баллон 3. Баллон заполнен инертным газом – чистым азотом или азотом с добавкой водорода (Н₂ = 3%). Давление газа внутри баллона составляет(0,4…0,6)*10⁵ Па. Инертная среда предотвращает окисление контактов. Баллон устанавливается в обмотке управления 4. При подаче тока в обмотку возникает магнитный поток, который проходит по КС 1 и 2 через зазор δ между ними и замыкается по воздуху вокруг обмотки 4. Поток, проходящий через зазор δ, создает тяговую электромагнитную силу, которая, преодолевает упругость КС, соединяет их между собой, тем самым замыкая цепь. Для улучшения контактирования поверхности касания покрываются тонким слоем (2…50 мк) золота, родия, палладия, серебра и др.

Рис.1. Герконово реле.

При отключении обмотки магнитный поток и электромагнитная сила спадают и под действием сил упругости КС размыкаются. Таким образом, в герконовых реле отсутствуют детали, подверженные трению, а КС одновременно выполняют функции магнитопровода, токопровода и пружины.

На основе герконов могут быть созданы реле с размыкающими и переключающими контактами, а также многоцепевые реле.

Герконовые реле могут устанавливаться как внутри, так и снаружи управляющей обмотки. В реле с внутренним расположением герконов из-за разброса МДСсрабатывания каждого геркона, а также из-за взаимного влияния происходит неодновременное их срабатывание. Поэтому предпочтительнее реле с внешним расположением герконов (см. рис. 2).

 

Рис.2. Реле с внешним расположением герконов.

Вокруг обмотки 1, расположенной на сердечнике 2, установлены герконы 3. Число герконов в одном реле может достигать 12 и более, и количество их ограничивается диаметром обмотки управления.

Герконовые реле разнообразны по конструкции и назначению. В герконовых токовых реле геркон устанавливается над токоведущей шиной. Проходящий по шине контролируемый ток создает магнитный поток, который замыкается вокруг шины по КС геркона. Ток срабатывания геркона может регулироваться за счет изменения угла между шиной и герконом в горизонтальной плоскости. Наименьший ток срабатывания будет в том случае, когда геркон располагается поперек токоведущей шины. При продольном расположении геркона он вообще не срабатывает.