Elektromagnetisk relé funksjon | Typer av elektromagnetiske reléer

Elektromagnetisk relé

Elektromagnetiske reléer er reléer som styres av elektromagnetisk virkning. Moderne elektriske beskyttelsesreléer er hovedsakelig basert på mikroprosessor, men likevel beholder elektromagnetisk relé sin plass. Det vil ta lang tid å erstatte alle elektromagnetiske reléer med mikroprosessorbaserte statiske reléer. Så før vi går i detalj gjennom beskyttelsesrelésystemet, bør vi se over de ulike typer elektromagnetiske reléer.

Arbeidsmåte for elektromagnetisk relé

Praktisk talt er alle reléenheter basert på en eller flere av følgende typer elektromagnetiske reléer.

1. Måling av størrelse,

2. Sammenligning,

3. Forholdsmåling.

Prinsippet bak arbeidsmåten for elektromagnetisk relé er basert på noen grunnleggende prinsipper. Avhengig av arbeidsprinsipp kan disse deles inn i følgende typer elektromagnetiske reléer.

1. Tiltrekksarmaturtype relé,

2. Induksjonsskive-type relé,

3. Induksjonskopptype relé,

4. Balanserbjelke-type relé,

5. Bevegelig spole-type relé,

6. Polarisert bevegelig jern-type relé.

Tiltrekksarmaturtype relé

Tiltrekksarmaturtype relé er den enkleste både i konstruksjon og i arbeidsprinsipp. Disse typene elektromagnetiske reléer kan brukes som enten størrelsesrelé eller forholdsrelé. Disse reléene brukes som hjelperele, kontrolleringsrelé, overstrømningsrelé, understrømningsrelé, overspenningsrelé, underspenningsrelé og impedansemålerrelé.

Svingbare armatur- og stempelkonstruksjoner er de mest vanlige for disse typene elektromagnetiske reléer. Av de to konstruksjonsdesignene er svingbare armaturer mer vanlige.

Vi vet at kraften som utøves på en armatur, er direkte proporsjonal med kvadratet av magnetisk flyt i luftgappen. Hvis vi ignorerer effekten av matriks, kan ligningen for kraften som oppleveres av armaturen uttrykkes som,

Der F er nettokraft, K’ er konstant, I er rms strøm i armaturespolen, og K’ er motvirken.
Grensetilstanden for reléoperasjon ville derfor bli nådd når KI2 = K’.
Hvis vi observerer denne ligningen nøye, vil det bli forstått at reléoperasjonen er avhengig av konstantene K’ og K for en gitt verdi av spolestrengen.
Fra denne forklaringen og ligningen kan det summeres at, operasjonen av relén påvirkes av

1. Ampereturner utviklet av relédrivspolen,

2. Størrelsen på luftgappen mellom relékjernen og armaturen,

3. Motvirkende kraft på armaturen.

Konstruksjon av tiltrekksrelé

Dette reléet består hovedsakelig av en enkel elektromagnetisk spole og en svingbar stempel. Når spolen blir energisert, blir stempelen tiltrekket mot kjernen i spolen. Noen NO-NC (Normalt Åpen og Normalt Lukket) kontakter er mekanisk arrangert med denne stempelen, slik at NO-kontakter blir lukket og NC-kontakter blir åpne ved slutten av stempelbevegelsen. Vanligvis er tiltrekksarmaturtype relé DC-operert. Kontakene er så arrangeret at, etter at reléet er aktivert, kan ikke kontaktene returnere til sine opprinnelige posisjoner selv etter at armaturen er deenergisert. Etter reléoperasjon, må disse typene elektromagnetiske reléer manuelt nullstilles.
Tiltrekksarmaturrelé, av sin konstruksjon og arbeidsprinsipp, er umiddelbar i operasjon.

Induksjonsskive-type relé

Induksjonsskive-type relé består hovedsakelig av en roterende skive.

Arbeidsmåte for induksjonsskive-type relé

Hver induksjonsskive-type relé fungerer på samme velkjente Ferraris prinsipp. Dette prinsippet sier at en dreiemoment produseres av to faseforskjellige flyter, som er proporsjonell med produktet av deres størrelser og faseforskjellen mellom dem. Matematisk kan det uttrykkes som-


Induksjonsskive-type relé er basert på samme prinsipp som et ammeter eller et voltmeter, eller et wattmeter eller et watttimer. I induksjonsrelé produseres dreiemomentet av svir i en aluminiums- eller kobberskive av flyt fra en AC-elektromagnet. Her er en aluminiums- (eller kobber-) skive plassert mellom polene av en AC-magnet som produserer en alternerende flyt φ som forsinkes fra I med en liten vinkel. Da denne flyten kobles til skiven, må det være en induert spenning E2 i skiven, som forsinkes 90° bak flyten φ. Siden skiven er ren resistiv, vil den induerte strømmen i skiven I2 være i fase med E2. Siden vinkelen mellom φ og I2 er 90°, vil den netto dreiemomentet i dette tilfellet være null. Som,

For å oppnå dreiemoment i induksjonsskive-type relé, er det nødvendig å produsere et roterende felt.

Pole-forgskyvningsmetode for å produsere dreiemoment i induksjonsskive-relé

I denne metoden er halvparten av polen omsluttet av en kobberring som vist. La φ1 være flyten av uskygget del av polen. Faktisk deles totalflyten i to like deler når polen deles i to deler av en glede.

Ettersom en del av polen er skygget av kobberringen, vil det bli induert strøm i skyggen som vil produsere en annen flyt φ2‘ i den skyggede polen. Så, resulterende flyt av den skyggede polen vil være vektorsummen av φ1 og φ2. La det være φ2, og vinkelen mellom φ1 og φ2 er θ. Disse to flytene vil produsere et resulterende dreiemoment,

Det er hovedsakelig tre typer former av roterende skive tilgjengelige for induksjonsskive-type relé. De er spiralformede, runde og vaseformede, som vist. Spiralformen er gjort for å kompensere for variabel motstandskraft av kontrollfjæren som vindes opp mens skiven roterer for å lukke kontakten. For de fleste design, kan skiven rotere med så mye som 280°. Videre, den flyttbare kontakten på skiven er plassert slik at den møter de faste kontakten på relérammen når den største radiusdelen av skiven er under elektromagneten. Dette er gjort for å sikre tilfredsstillende kontakttrykk i induksjonsskive-type relé.
Når høy hastighetsoperasjon kreves, som i differensialbeskyttelse, er skivens vinkelbevegelse betydelig begrenset, og derfor kan sirkulære eller enda vingetype brukes i induksjonsskive-type elektromagnetisk relé.
Noen ganger er det nødvendig at en induksjonsskive-type relé skal aktiveres etter vellykket operasjon av en annen relé. Som interkoblede overstrømningsreléer generelt brukes for generator- og busbarbeskyttelse. I det tilfellet erstattes forgskyvningsbåndet med en forgskyvningsbobin. Begge ender av forgskyvningsbobinen bringes ut over en normalt åpen kontakt av et annet kontrolelement eller relé. Når sistnevnte aktiveres, lukkes den normalt åpne kontakten og forgskyvningsbobinen kortsluttes. Bare da starter overstrømningsrelé-skiven å rotere.
Man kan også endre tids-/strøm-karakteristikken til en induks