Elektromagnitli rele işləməsi | Elektromagnitli rele növləri

Elektromagnit Relyas

Elektromagnit relyalar elektromagnit etki ile işletilen relyalardır. Modern elektrik koruma relyaları çoğunlukla mikroişlemci temelindedir, ancak yine de elektromagnit relyalar yerini korur. Tüm elektromagnit relyaların mikroişlemci temelli statik relyalarla değiştirilmesi çok daha uzun bir süre alacaktır. Bu nedenle, koruma relya sistemine detaylı olarak girmeden önce, çeşitli elektromagnit relya tiplerini gözden geçirmeliyiz.

Elektromagnit Relyanın İşleyişi

Pratikte tüm relaying cihazları aşağıdaki elektromagnit relya tiplerinden bir veya daha fazlasına dayanır.

1. Büyüklük ölçümü,

2. Karşılaştırma,

3. Oran ölçümü.

Elektromagnit relyanın işleyişi bazı temel ilkeler üzerine dayanır. Çalışma ilkesine bağlı olarak bu, aşağıdaki elektromagnit relya tiplerine ayrılabilir.

1. Çekilmiş Armature tipi relay,

2. Endüksiyon Disk tipi relay,

3. Endüksiyon Fincan tipi relay,

4. Dengeleşmiş Kiriş tipi relay,

5. Hareketli bobin tipi relay,

6. Polarize Hareketli Demir tipi relay.

Çekilmiş Armature Tipi Relya

Çekilmiş armature tipi relay, inşası ve çalışma prensibi bakımından en basittir. Bu tür elektromagnit relyalar, büyüklük relayı veya oran relayı olarak kullanılabilir. Bu relaylar, yardımcı relay, kontrol relay, aşırı akım, düşük akım, aşırı gerilim, düşük gerilim ve impedans ölçüm relayları olarak kullanılır.

Bu elektromagnit relyalar için en yaygın kullanılan inşalar, hinged armature (çarklı armature) ve plunger (silindir) tipi inşalardır. İki inşa tasarımdan, hinged armature tipi daha yaygın kullanılır.

Biliyoruz ki, armature üzerindeki kuvvet, havada boşluğun manyetik akımın karesine orantılıdır. Doğrulama etkisini görmezden gelirsek, armature tarafından deneyim edilen kuvvet için denklem şu şekilde ifade edilebilir,

Burada, F net kuvvettir, K’ sabit, I armature bobinin rms akımıdır ve K’ kısıtlama kuvvetidir.
Relyanın işlemesi için eşiğin koşulu, KI2 = K’ olduğunda sağlanır.
Eğer yukarıdaki denklemi dikkatlice incelersek, relayın işlemesinin belirli bir bobin akımı değeri için K’ ve K sabitlerine bağlı olduğunu anlayacağız.
Yukarıdaki açıklama ve denklemden, relayın işlemesinin şunlar tarafından etkilendiği özetlenebilir:

1. Relya operasyon bobininde geliştirilen amper-dönüş sayısı,

2. Relya çekirdeği ile armature arasındaki havada boşluğun boyutu,

3. Armature üzerindeki kısıtlama kuvveti.

Çekilmiş Tip Relyanın İnşası

Bu relay esas olarak basit bir elektromanyetik bobin ve bir çarklı piston olup, bobin enerjilenince piston çekirdeğe doğru çekilir. Bazı NO-NC (Normal Açık ve Normal Kapalı) kontaklar bu piston ile mekanik olarak böyle düzenlenmiş durumdadır ki, NO kontakları kapalı ve NC kontakları açık olur. Genellikle çekilmiş armature tipi relay DC ile çalıştırılır. Kontaklar böyle düzenlenmiştir ki, relay çalıştırıldıktan sonra, kontaklar armature enerji kaybettikten sonra bile orijinal pozisyonlarına geri dönmeyebilir. Relay çalıştırıldıktan sonra, bu elektromagnit relyalar manuel olarak sıfırlanır.
Çekilmiş armature relay, inşası ve çalışma prensibi itibariyle, işlemede anlıktir.

Endüksiyon Disk Tipi Relya

Endüksiyon disk tipi relay genellikle bir dönen diskten oluşur.

Endüksiyon Disk Tipi Relyanın İşleyişi

Her endüksiyon disk tipi relay, bilinen Ferrari prensibine dayanır. Bu prensip, iki fazda yer alan manyetik akımların oluşturduğu torkun, bu akımların büyüklüğü ve aralarındaki faz farkına orantılı olduğunu söyler. Matematiksel olarak ifade edilebilir:


Endüksiyon disk tipi relay, bir ampermetre, voltmetre, vatmetre veya vat saat metresi gibi aynı prensibe dayanır. Endüksiyon relay'de, deflection torku, AC elektromanyetin eddy akımları ile alüminyum veya bakır diske oluşturulur. Burada, alüminyum (veya bakır) disk, AC manyetin ürettüğü alterne manyetik akım φ ile bağlanır. Bu akım, I'ye küçük bir açıyla gecikir. Bu manyetik akım disk ile bağlantılı olduğunda, diskte bir E2 indüklenmiş gerilimi oluşturur, bu da manyetik akım φ'den 90o geri kalır. Disk tamamen dirençli olduğu için, diskteki indüklenmiş I2 akımı, E2 ile fazda aynı olacaktır. φ ve I2 arasındaki açı 90o olduğundan, bu durumda oluşan net tork sıfırdır. Çünkü,

Endüksiyon disk tipi relay'de tork elde etmek için, bir dönme alanı oluşturmak gerekmektedir.

Endüksiyon Disk Relyasında Tork Üretmek İçin Pole Shading Yöntemi

Bu yöntemde, polün yarısı bakır halkayla çevrilir. φ1, polün gölgelenmemiş kısmının manyetik akımı olsun. Aslında, pol iki eşit parçaya bölündüğünde toplam manyetik akım da iki eşit parçaya ayrılır.

Polün bir kısmı bakır halkayla gölgelendirildiği için, halkada indüklenmiş bir akım ortaya çıkar. Bu akım, gölgelenmiş polde başka bir φ2‘ manyetik akımı oluşturur. Bu nedenle, gölgelenmiş poldeki sonuç manyetik akım, φ1 ve φ2 vektör toplamıdır. Diyelim ki bu φ2, ve φ1 ile φ2 arasındaki açı θ olsun. Bu iki manyetik akım, aşağıdaki gibi bir sonuç tork oluşturur:

Endüksiyon disk tipi relay için dönen diskin genellikle üç ana şekli vardır: spiral, yuvarlak ve vaz şeklinde. Spiral şekli, kontrol yayının değişen kısıtlama torkunu telafi etmek için yapılır. Bu, diskin kontaklarını kapatmak için döndüğü zaman, yayın sarılmasıyla meydana gelir. Tasarımın çoğu için, disk 280o kadar dönebilir. Ayrıca, disk üzerindeki hareketli kontak, en büyük yarıçap bölümü manyetin altında olduğunda, relay çerçevesindeki sabit kontaklara ulaşacak şekilde konumlandırılır. Bu, endüksiyon disk tipi relay'de tatmin edici kontak baskısını sağlamak için yapılır.
Yüksek hız gerektiren durumlarda, örneğin diferansiyel korumada, diskin açısal seyahati oldukça sınırlıdır ve bu nedenle dairesel veya hatta vane tipleri endüksiyon disk tipi elektromanyetik relay'de kullanılabilir.
Bazen, endüksiyon disk tipi relay'in başka bir relay'in başarılı bir şekilde çalışmasından sonra çalışması gerekebilir. Örneğin, genel olarak jeneratör ve bus bar koruması için kullanılan interlocklu aşırı akım relay'leri bu