رله الکترومغناطیسی کار می‌کند | انواع رله‌های الکترومغناطیسی

رله الکترومغناطیسی

رله‌های الکترومغناطیسی آن دسته از رله‌ها هستند که با عملکرد الکترومغناطیسی کنترل می‌شوند. رله‌های حفاظتی الکتریکی مدرن عمدتاً بر پایه میکروپروسسور هستند، اما هنوز رله الکترومغناطیسی جایگاه خود را حفظ می‌کند. زمان بسیار طولانی‌تری برای جایگزینی تمام رله‌های الکترومغناطیسی با رله‌های استاتیک مبتنی بر میکروپروسسور لازم است. بنابراین قبل از ورود به جزئیات سیستم رله حفاظتی، باید انواع مختلف رله‌های الکترومغناطیسی را مرور کنیم.

عملکرد رله الکترومغناطیسی

به طور عملی، تمام دستگاه‌های رله‌ای بر اساس یک یا چند نوع از رله‌های الکترومغناطیسی زیر است.

1. اندازه‌گیری مقدار،

2. مقایسه،

3. اندازه‌گیری نسبت.

اصل عملکرد رله الکترومغناطیسی بر اساس برخی اصول پایه‌ای است. بر اساس اصل کار، این‌ها می‌توانند به انواع زیر از رله‌های الکترومغناطیسی تقسیم شوند.

1. رله نوع جذبی دستگاه،

2. رله نوع دیسک القایی،

3. رله نوع فنجان القایی،

4. رله نوع ترازوی تعادل،

5. رله نوع سیم‌پیچ متحرک،

6. رله نوع آهن متحرک قطبی.

رله نوع جذبی دستگاه

رله نوع جذبی دستگاه ساده‌ترین نوع هم در ساختار و هم در اصل کار است. این نوع رله‌های الکترومغناطیسی می‌توانند به عنوان رله مقدار یا رله نسبت استفاده شوند. این رله‌ها به عنوان رله‌های کمکی، کنترلی، جریان بیش از حد، جریان کمتر از حد، ولتاژ بیش از حد، ولتاژ کمتر از حد و رله‌های اندازه‌گیری ممانع استفاده می‌شوند.

ساختارهای دستگاه جذبی و پلونجری بیشترین استفاده را در این انواع رله‌های الکترومغناطیسی دارند. از بین دو طراحی ساختاری، نوع دستگاه جذبی بیشتر استفاده می‌شود.

می‌دانیم که نیروی وارد بر دستگاه مستقیماً متناسب با مجذور شار مغناطیسی در فاصله هوا است. اگر اثر اشباع را نادیده بگیریم، معادله نیروی تجربه شده توسط دستگاه می‌تواند به صورت زیر بیان شود،

که در آن، F نیروی خالص، K' ثابت، I جریان ریشه میانگین (rms) سیم‌پیچ دستگاه، و K' نیروی مقاوم است.
شرایط آستانه برای عملکرد رله وقتی به دست می‌آید که KI2 = K'.
اگر معادله بالا را دقیق مشاهده کنیم، متوجه می‌شویم که عملکرد رله به ثوابت K' و K برای مقدار خاصی از جریان سیم‌پیچ بستگی دارد.
از توضیحات و معادله فوق می‌توان نتیجه گرفت که، عملکرد رله تحت تأثیر است

1. آمپر-دورهای تولید شده توسط سیم‌پیچ عملیاتی رله،

2. اندازه فاصله هوا بین هسته رله و دستگاه،

3. نیروی مقاوم روی دستگاه.

ساختار رله نوع جذبی

این رله به طور اساسی یک سیم‌پیچ الکترومغناطیسی ساده و یک پلونجر مفصلی است. هر زمان که سیم‌پیچ تغذیه شود، پلونجر به سمت هسته سیم‌پیچ جذب می‌شود. برخی از تماس‌های NO-NC (باز و بسته در حالت عادی) به صورت مکانیکی با این پلونجر تنظیم شده‌اند، به طوری که تماس‌های NO در پایان حرکت پلونجر بسته شده و تماس‌های NC باز می‌شوند. معمولاً رله نوع جذبی دستگاه یک رله با تغذیه DC است. تماس‌ها به گونه‌ای تنظیم شده‌اند که پس از عملکرد رله، تماس‌ها نمی‌توانند به موقعیت اولیه خود برگردند حتی پس از عدم تغذیه دستگاه. پس از عملکرد رله، این انواع رله‌های الکترومغناطیسی به صورت دستی ریست می‌شوند.
رله نوع جذبی دستگاه به دلیل ساختار و اصل کار خود، در عملکرد فوری است.

رله نوع دیسک القایی

رله نوع دیسک القایی عمدتاً شامل یک دیسک چرخان است.

عملکرد رله نوع دیسک القایی

هر رله نوع دیسک القایی بر اساس اصل معروف فراری کار می‌کند. این اصل می‌گوید که گشتاوری توسط دو فلوکس مغناطیسی که با یکدیگر فازی شده‌اند تولید می‌شود که متناسب با حاصل ضرب مقدار آن‌ها و اختلاف فاز بین آن‌ها است. ریاضیاً می‌توان آن را به صورت زیر بیان کرد-


رله نوع دیسک القایی بر اساس همان اصلی که برای آمپرمتر یا ولتمتر یا واتمتر یا وات ساعت متر است، کار می‌کند. در رله القایی گشتاور تحریک شده توسط جریان‌های القایی در یک دیسک آلومینیوم یا مس توسط فلوکس یک الکترومغناطیس AC تولید می‌شود. در اینجا، یک دیسک آلومینیوم (یا مس) بین قطب‌های یک مغناطیس AC قرار داده شده که یک فلوکس متناوب φ را تولید می‌کند که با I با یک زاویه کوچک تأخیر دارد. زیرا این فلوکس با دیسک پیوند می‌خورد، باید یک emf القایی E2 در دیسک وجود داشته باشد که با فلوکس φ با 90o تأخیر دارد. زیرا دیسک به طور کامل مقاومتی است، جریان القایی در دیسک I2 با E2 در فاز خواهد بود. زیرا زاویه بین φ و I2 90o است، گشتاور خالص تولید شده در آن حالت صفر است. زیرا،

برای به دست آوردن گشتاور در رله نوع دیسک القایی، لازم است یک میدان چرخشی تولید شود.

روش تولید گشتاور در رله نوع دیسک القایی با روش تظليل قطب

در این روش نیمه‌ای از قطب با حلقه مسی احاطه شده است. فرض کنید φ1 فلوکس بخش غیر ظليل شده قطب است. در واقع فلوکس کل به دو بخش مساوی تقسیم می‌شود زمانی که قطب به دو بخش توسط یک شکاف تقسیم می‌شود.

چون یک بخش از قطب با حلقه مسی ظليل شده است، جریان القایی در حلقه ظليل تولید می‌شود که فلوکس دیگری φ2‘ در قطب ظليل تولید می‌کند. بنابراین، فلوکس خالص قطب ظليل مجموع برداری φ1 و φ2 است. بگویید آن φ2 است، و زاویه بین φ1 و φ2 θ است. این دو فلوکس گشتاور خالصی را تولید می‌کنند،