
विद्युत चुंबकीय रिले उन रिलों को कहा जाता है जो विद्युत चुंबकीय क्रिया से संचालित होते हैं। आधुनिक विद्युत सुरक्षा रिले मुख्य रूप से माइक्रो प्रोसेसर आधारित होते हैं, फिर भी विद्युत चुंबकीय रिले अपनी जगह बनाए रखते हैं। सभी विद्युत चुंबकीय रिले को माइक्रो प्रोसेसर आधारित स्थिर रिले से बदलने में बहुत अधिक समय लगेगा। इसलिए सुरक्षा रिले प्रणाली के विस्तार से जानने से पहले हमें विभिन्न प्रकार के विद्युत चुंबकीय रिले की समीक्षा करनी चाहिए।
वास्तव में सभी रिले उपकरण निम्नलिखित प्रकार के विद्युत चुंबकीय रिले के आधार पर होते हैं।
परिमाण माप,
तुलना,
अनुपात माप।
विद्युत चुंबकीय रिले का कार्य कुछ मूल सिद्धांतों पर आधारित होता है। कार्य सिद्धांत के आधार पर इन्हें निम्नलिखित प्रकार के विद्युत चुंबकीय रिले में विभाजित किया जा सकता है।
आकर्षित आर्मेचर प्रकार का रिले,
प्रेरण डिस्क प्रकार का रिले,
प्रेरण कप प्रकार का रिले,
संतुलित बीम प्रकार का रिले,
गतिशील कुंडल प्रकार का रिले,
ध्रुवीकृत गतिशील लोह प्रकार का रिले।
आकर्षित आर्मेचर प्रकार का रिले निर्माण और कार्य सिद्धांत दोनों में सबसे सरल है। इन प्रकार के विद्युत चुंबकीय रिले को या तो परिमाण रिले या अनुपात रिले के रूप में उपयोग किया जा सकता है। इन रिलों का उपयोग सहायक रिले, नियंत्रण रिले, ओवर करंट, अंडर करंट, ओवर वोल्टेज, अंडर वोल्टेज और प्रतिरोध मापन रिले के रूप में किया जाता है।
हिंज आर्मेचर और प्लंजर निर्माण इन प्रकार के विद्युत चुंबकीय रिले के लिए सबसे आम रूप से उपयोग किए जाते हैं। दोनों निर्माण डिजाइनों में से, हिंज आर्मेचर प्रकार अधिक आम रूप से उपयोग किया जाता है।
हम जानते हैं कि आर्मेचर पर लगाया गया बल वायु अंतराल में चुंबकीय प्रवाह के वर्ग के सीधे आनुपातिक होता है। यदि हम संतृप्ति के प्रभाव को नज़रअंदाज कर दें, तो आर्मेचर द्वारा अनुभव किए जाने वाले बल के लिए समीकरण को निम्न रूप में व्यक्त किया जा सकता है,
जहाँ, F नेट बल, K’ एक स्थिरांक, I आर्मेचर कुंडल की RMS विद्युत धारा, और K’ रोकने वाला बल है।
रिले कार्य के लिए घाट शर्त तब प्राप्त होगी जब KI2 = K’.
यदि हम ऊपर दिए गए समीकरण को ध्यान से देखें, तो यह समझा जा सकता है कि रिले का कार्य एक विशिष्ट कुंडल धारा के मूल्य के लिए स्थिरांक K’ और K पर निर्भर करता है।
ऊपर दी गई व्याख्या और समीकरण से यह सारांशित किया जा सकता है कि, रिले का कार्य निम्नलिखित द्वारा प्रभावित होता है:
रिले संचालन कुंडल द्वारा विकसित ऐंपियर-टर्न,
रिले कोर और आर्मेचर के बीच का वायु अंतराल का आकार,
आर्मेचर पर रोकने वाला बल।
यह रिले बुनियादी रूप से एक साधारण विद्युत चुंबकीय कुंडल और एक हिंज प्लंजर होता है। जब कुंडल ऊर्जापूर्ण होता है, तो प्लंजर को आकर्षित किया जाता है और कुंडल के कोर की ओर चला जाता है। कुछ NO-NC (सामान्य रूप से खुले और सामान्य रूप से बंद) कंटैक्ट इस प्लंजर के साथ यांत्रिक रूप से व्यवस्थित किए जाते हैं, ताकि, प्लंजर के आंदोलन के अंत में NO कंटैक्ट बंद और NC कंटैक्ट खुल जाएं। आमतौर पर आकर्षित आर्मेचर प्रकार का रिले DC संचालित रिले होता है। कंटैक्ट इस तरह से व्यवस्थित किए जाते हैं कि, रिले कार्य करने के बाद, कंटैक्ट अपनी मूल स्थितियों में वापस नहीं आ सकते, भले ही आर्मेचर ऊर्जा-हीन हो जाए। रिले कार्य के बाद, इन प्रकार के विद्युत चुंबकीय रिले को मैन्युअल रूप से रीसेट किया जाता है।
निर्माण और कार्य सिद्धांत के कारण, आकर्षित आर्मेचर रिले कार्य में तत्काल होता है।
प्रेरण डिस्क प्रकार का रिले मुख्य रूप से एक घूमने वाले डिस्क से बना होता है।
हर प्रेरण डिस्क प्रकार का रिले विशेष रूप से फेरारी के सिद्धांत पर काम करता है। यह सिद्धांत कहता है कि, दो दशा-विस्थापित प्रवाहों द्वारा उत्पन्न टोक उनके परिमाण और उनके बीच के दशा-विस्थापन के उत्पाद के समानुपाती होता है। गणितीय रूप से इसे निम्न रूप में व्यक्त किया जा सकता है-

प्रेरण डिस्क प्रकार का रिले एक ऐमीटर, वोल्टमीटर, वॉटमीटर या वॉट-हाउर मीटर के सिद्धांत पर आधारित होता है। प्रेरण रिले में टोक एक एल्युमिनियम या तांबे के डिस्क में AC इलेक्ट्रोमैग्नेट के द्वारा उत्पन्न एडी करंट्स द्वारा उत्पन्न होता है। यहाँ, एक एल्युमिनियम (या तांबा) डिस्क एक AC चुंबक के ध्रुवों के बीच रखा जाता है जो एक विकल्पीय प्रवाह φ उत्पन्न करता है, जो I से थोड़ा दशा-विस्थापित होता है। जैसे-जैसे यह प्रवाह डिस्क के साथ जुड़ता है, डिस्क में एक उत्पन्न EMF E2 उत्पन्न होता है, जो φ से 90° दशा-विस्थापित होता है। चूंकि डिस्क शुद्ध रिसिस्टिव होता है, इसलिए डिस्क में उत्पन्न धारा I2 E2 के साथ दशा-समान होती है। चूंकि φ और I2