Delovanje elektromagnetskega releja | Vrste elektromagnetskih relejev
Elektromagnetski relej
Elektromagnetski releji so releji, ki delujejo z elektromagnetsko dejanjem. Moderni električni zaščitni releji so predvsem na osnovi mikroprocesorjev, vendar še vedno elektromagnetski relej ohranja svoje mesto. Bodo potrebnih veliko več časa, da bi vse elektromagnetske releje nadomestili s statičnimi releji na osnovi mikroprocesorjev. Zato preden se podrobneje posvetimo sistemu zaščitnih relejev, moramo pregledati različne vrste elektromagnetskih relejev.
Funkcija elektromagnetskega releja
Praktično vsi relejni napravi temeljijo na eni ali več naslednjih vrstah elektromagnetskih relejev.
Merjenje magnituda,
Primerjava,
Merjenje razmerja.
Načelo dela elektromagnetskega releja temelji na nekaterih osnovnih načelih. Glede na delovno načelo se lahko razdelijo na naslednje vrste elektromagnetskih relejev.
Relej s privlačenim armaturo,
Relej s indukcijskim diskom,
Relej s indukcijskim pokrovom,
Relej s uravnoteženim nosilcem,
Relej s premičnim cevljem,
Polarizirani relej s premičnim železom.
Relej s privlačenim armaturo
Relej s privlačenim armaturo je najpreprostejši glede na konstrukcijo in delovanje. Te vrste elektromagnetskih relejev se lahko uporabljajo kot releji za merjenje magnituda ali razmerja. Te releje se uporabljajo kot pomožni releji, kontrolni releji, releji za prevelik tok, premajhen tok, previsoko napetost, premajhno napetost in releji za merjenje impedancije.
Najpogosteje se za te vrste elektromagnetskih relejev uporabljata konstrukciji s hinged armature in plunger. Med dvema konstrukcijskima načeloma je pogosteje uporabljen način s hinged armature.
Vemo, da je sila, ki deluje na armaturu, neposredno sorazmerna s kvadratom magnetnega toka v zračnem prostoru. Če zanemarimo učinek nasititve, se enačba za silo, s katero armatura deluje, izraža kot,
Kjer je F neto sila, K’ konstanta, I RMS tok armaturenega cevja, in K’ zadrževalna sila.
Pogoji za delovanje releja bi torej bili doseženi, ko bi bilo KI2 = K’.
Če opazujemo zgornjo enačbo, bi morali ugotoviti, da delovanje releja odvisno je od konstant K’ in K za določeno vrednost cevnega toka.
Iz zgornjega razlage in enačbe lahko zaključimo, da delovanje releja vplivajo
Amper – obrati, ki jih razvije operacijski cevnik releja,
Velikost zračnega prostore med jedrom releja in armaturo,
Zadrževalna sila na armaturi.
Konstrukcija privlačnega releja
Ta relej je bistveno preprost elektromagnetski cevnik in hinged plunger. Ko se cevnik energizira, se plunger privlači proti jedru cevnika. Nekateri NO-NC (Normalno Odprti in Normalno Zaprti) kontakti so tako mehano postavljeni z tem plungerjem, da se NO kontaktni zaprejo in NC kontaktni odprejo ob koncu gibanja plungerja. Običajno je relej s privlačenim armaturo DC operiran. Kontaktni so tako postavljeni, da po delovanju releja kontaktni ne morejo vrniti v prvotno stanje, tudi po deenergizaciji armature. Po delovanju releja se ti vrste elektromagnetskih relejev ročno ponastavijo.
Relej s privlačenim armaturo zaradi svoje konstrukcije in delovnega načela, je takojšnji
v delovanju.
Relej s indukcijskim diskom
Relej s indukcijskim diskom se glavno sestoji iz enega vrtečega diska.
Funkcija releja s indukcijskim diskom
Vsak relej s indukcijskim diskom deluje na istem dobro znanim Ferrarijevem načelu. To načelo pravi, da se tvori navor, ki je sorazmeren produktu njihove moči in faznega zamika med njimi. Matematično se to lahko izrazi kot-
Relej s indukcijskim diskom temelji na istem načelu kot ampermetri, voltmetri, vatmetri ali vaturni metri. V indukcijskem releju se odbojni navor ustvari z eddy strmi v aluminiju ali bakru, ki jih generira AC magnet. Tukaj je aluminijev (ali bakren) disk postavljen med poli AC magneta, ki ustvarja alternirajoč tok φ, ki je zamaknjen za majhen kot. Ker ta tok vezuje s diskom, mora biti v disku inducirana napetost E2, ki je zamaknjen za 90° za tokom φ. Ker je disk popolnoma uporno, bo inducirani tok v disku I2 v fazi z E2. Ker je kot med φ in I2 90°, bo neto navor v tem primeru enak nič. Kot, 
Da bi dobili navor v releju s indukcijskim diskom, je potrebno ustvariti vrteči polje.
Metoda pole shading za ustvarjanje navora v releju s indukcijskim diskom
V tej metodi je polovica pola obkrožena s bakrenim kolobarjem, kot je prikazano. Naj bo φ1 tok nezaklonjenega dela pola. V resnici je celotni tok razdeljen na dva enaka dela, ko je pol razdeljen na dva dela z rožico.
Ker je eden del pola zaklonjen s bakrenim kolobarjem, bo v kolobarju induciran tok, ki bo ustvaril drug tok φ2’ v zaklonjenem polu. Torej bo rezultantni tok zaklonjenega pola vektorska vsota φ1 in φ2. Recimo, da je to φ2, in kot med φ1 in φ2 je θ. Ti dva toka bosta ustvarila rezultantni navor,
Običajno so na voljo tri vrste oblik vrtečega diska za relej s indukcijskim diskom. To so spiralska, okrogla in vazonasta, kot je prikazano. Spiralska oblika je narejena, da kompenzira spremembe zadrževalnega navora kontroldnega vzmetka, ki se ovije, ko se disk vrte, da zapre svoje kontakte. Za večino dizajnov se disk lahko vrte za do 280°. Dodatno so premični kontakti na disku tako postavljeni, da se stikajo z stacionarnimi kontakti na okvirju releja, ko je največji del diska pod elektromagnetom. To je narejeno, da se zagotovi zadovoljiva stikova tlaka v releju s indukcijskim diskom.
Ko je potrebno hitro delovanje, kot pri diferencialni zaščiti, je kotni premik diska bistveno omejen, zato se lahko uporabijo krožne ali celo vane
tipi v releju s indukcijskim diskom.
Nekateričas je potrebno, da bi se relej s indukcijskim diskom deloval po uspešnem delovanju drugega releja. Tako so interlockani prekomerni tokovni releji običajno uporabljeni za zaščito generatorjev in baric. V tem primeru je zaklonjeni pas zamenjan z zaklonjenim cevniki. Dva konca tega zaklonjenega cevnika sta izvedena preko normalno odprtih kontaktov drugega kontrolnega elementa ali releja. Ko je ta deloval, se normalno odprti kontakt zapre in zaklonjeni cevnik skratka. Le po tem se začne vrtenje diska prekomernega tokovnega releja.
Tudi čas/tok karakteristike releja s indukcijskim diskom lahko spremenite z uporabo
