Funcionamento do Rele Electromagnético | Tipos de Reles Electromagnéticos

Relé electromagnético

Os relés electromagnéticos son aqueles que se activan mediante acción electromagnética. Os modernos relés de protección eléctrica son principalmente baseados en microprocesadores, pero o relé electromagnético mantén o seu lugar. Levará moito tempo substituír todos os relés electromagnéticos por relés estáticos baseados en microprocesadores. Polo tanto, antes de entrar nos detalles do sistema de relés de protección, deberíamos revisar os diversos tipos de relés electromagnéticos.

Funcionamento do relé electromagnético

Practicamente todos os dispositivos de releo están baseados en un ou máis dos seguintes tipos de relés electromagnéticos.

1. Medición de magnitude,

2. Comparación,

3. Medición de razón.

O principio do funcionamento do relé electromagnético basease en principios básicos. Dependendo do principio de funcionamento, estes poden dividirse nos seguintes tipos de relés electromagnéticos.

1. Relé de tipo armadura atraída,

2. Relé de tipo disco de indución,

3. Relé de tipo copa de indución,

4. Relé de tipo viga equilibrada,

5. Relé de tipo bobina móbil,

6. Relé de tipo hierro polarizado móbil.

Relé de tipo armadura atraída

O relé de tipo armadura atraída é o máis simple tanto na construción como no seu principio de funcionamento. Estes tipos de relés electromagnéticos poden utilizarse como relés de magnitude ou de razón. Estes relés empreganse como relés auxiliares, de control, de sobrecorrente, de subcorrente, de sobre tensión, de sub tensión e de medida de impedancia.

As construcións de armadura articulada e de êmbolo son as máis comúnmente utilizadas para estes tipos de relés electromagnéticos. Entre os dous diseños construtivos, o de armadura articulada é o máis comúnmente utilizado.

Sabemos que a forza exercida sobre unha armadura é directamente proporcional ao cadrado do fluxo magnético no intersticio. Se ignoramos o efecto da saturación, a ecuación para a forza experimentada pola armadura pode expresarse como,

Onde, F é a forza neta, K’ é constante, I é a corrente eficaz da bobina da armadura, e K’ é a forza de restricción.
A condición límite para a operación do relé alcanzaríase cando KI2 = K’.
Se observamos a ecuación anterior con atención, perceberíase que a operación do relé depende das constantes K’ e K para un valor particular da corrente da bobina.
Desta explicación e ecuación, pódese resumir que, a operación do relé inflúense por

1. Ampere – voltas desenvoltas pola bobina de operación do relé,

2. O tamaño do intersticio entre o núcleo do relé e a armadura,

3. A forza de restricción na armadura.

Construción do relé de tipo atraído

Este relé é esencialmente unha simple bobina electromagnética e un êmbolo articulado. Cada vez que a bobina se energiza, o êmbolo atráese cara ao núcleo da bobina. Algúns contactos NC-NA (Normalmente Abertos e Normalmente Cerrados) están dispostos mecanicamente con este êmbolo, de xeito que, os contactos NA pechan e os NC abren ao final do movemento do êmbolo. Normalmente, o relé de tipo armadura atraída é un relé operado por CC. Os contactos están dispostos de xeito que, despois de operado o relé, os contactos non poden volver ás súas posicións orixinais incluso despois de que a armadura se desenergiza. Despois da operación do relé, estes tipos de relés electromagnéticos deben ser reiniciados manualmente.
O relé de tipo armadura atraída, debido á súa construción e principio de funcionamento, é instantáneo na operación.

Relé de tipo disco de indución

O relé de tipo disco de indución consiste principalmente nun disco rotatorio.

Funcionamento do relé de tipo disco de indución

Cada relé de tipo disco de indución funciona segundo o mesmo principio coñecido de Ferrari. Este principio afirma que un par de fluxos desfasados producen un momento proporcional ao produto das súas magnitudes e ao desfase entre eles. Matematicamente, pode expresarse como-


O relé de tipo disco de indución basease no mesmo principio que o dun amperímetro ou un voltímetro, ou un wattímetro ou un watthourímetro. No relé de indución, o momento de deflexión prodúcese polas correntes de Foucault nun disco de aluminio ou cobre polo fluxo dun electroimán de CA. Aquí, un disco de aluminio (ou cobre) colócase entre os pólos dun electroimán de CA que produce un fluxo alternativo φ que segue a I con un pequeno ángulo. Como este fluxo liga co disco, debe haber un emf E2 no disco, que segue o fluxo φ con 90o. Como o disco é puramente resistivo, a corrente inducida no disco I2 estará en fase con E2. Como o ángulo entre φ e I2 é 90o, o momento neto producido neste caso será cero. Como,

Para obter momento no relé de tipo disco de indución, é necesario producir un campo rotatorio.

Método de sombreado de pólos para producir momento no relé de tipo disco de indución

Neste método, a metade do polo rodease cun anel de cobre como se mostra. Sexa φ1 o fluxo da parte non sombreada do polo. En realidade, o fluxo total divide en dúas partes iguais cando o polo se divide en dúas partes por unha fenda.

Como unha parte do polo está sombreada por un anel de cobre, habrá corrente inducida no anel de sombreado que producirá outro fluxo φ2‘ no polo sombreado. Así, o fluxo resultante do polo sombreado será a suma vectorial de φ1 e φ2. Dígase que é φ2, e o ángulo entre φ1 e φ2 é θ. Estes dous fluxos producirán un momento resultante,

Hai principalmente tres tipos de formas de discos rotativos dispoñibles para o relé de tipo disco de indución. Son espiral, redonda e en forma de vaso, como se mostra. A forma espiral fáise para compensar a torsión de restricción variable da mola de control que se enrrolla á medida que o disco rota para pechar os seus contactos. Para a maioría dos deseños, o disco pode rotar ata 280o. Ademais, o contacto móbil no disco moveuse de xeito que se atopa cos contactos estáticos no marco do relé cando a sección de maior raio do disco está baixo o electroimán. Isto fáese para asegurar unha presión de contacto satisfactoria no relé de tipo disco de indución.
Cando se require operación de alta velocidade, como no caso da protección diferencial, o viaxe angular do disco limitase considerablemente e, polo tanto, poden usarse tipos circulares ou incluso aletas no relé de tipo disco de indución electromagnético.
Ás veces, é necesario que a operación dun relé de tipo disco de indución sexa realizada despois da operación exitosa doutro relé. Por exemplo, os relés de sobrecorrente interbloqueados xeralmente úsanse para a protección de xeradores e barras de distribución. Nese caso, a banda de sombreado substitúese por unha bobina de sombreado. As dúas extremidades desta bobina de sombreado traense a través dun contacto normalmente aberto doutro dispositivo de control ou relé. Cando o