Rad elektromagnetskog releja | Tipovi elektromagnetskih releja

Elektromagnetski rele

Elektromagnetski rele su rele koji se pokreću elektromagnetskim dejstvom. Moderni električni zaštitni rele uglavnom su bazirani na mikroprocesoru, ali i dalje elektromagnetski rele zauzimaju svoje mesto. Trebalo bi mnogo vremena da svi elektromagnetski rele budu zamenjeni sa statičkim releima baziranim na mikroprocesoru. Pre nego što prođemo kroz detalje sistema zaštite relea, trebalo bi da pregledamo različite vrste elektromagnetskih relea.

Rad elektromagnetskog relea

Praktično svi relne uređaji temeljene su na jednoj ili više od sledećih vrsta elektromagnetskih relea.

1. Merenje intenziteta,

2. Upoređivanje,

3. Merenje omjera.

Princip rada elektromagnetskog relea temelji se na nekoliko osnovnih principa. Zavisno o principu rada, mogu se podeliti u sledeće vrste elektromagnetskih relea.

1. Rele tipa privučenog armature,

2. Rele tipa indukcione diska,

3. Rele tipa indukcione čaše,

4. Rele tipa ravnotežnog nosača,

5. Rele tipa pomičnog zbora,

6. Rele tipa polarizovanog pomičnog gvožđa.

Rele tipa privučenog armature

Rele tipa privučenog armature je najjednostavniji kako po konstrukciji tako i po principu rada. Ove vrste elektromagnetskih relea mogu se koristiti kao relei magnitudne mere ili relei omjera. Ovi relei se koriste kao pomoćni rele, kontrolni rele, rele preopterećenja, rele podopterećenja, rele prenapona, rele podnapona i rele mjerne impedancije.

Konstrukcije sa hingovanim armaturom i plungerom su najčešće korišćene za ove vrste elektromagnetskih relea. Među dvije konstrukcijske dizajne, tip sa hingovanim armaturom je češće korišćen.

Znamo da sila koja djeluje na armaturu direktno proporcionalna je kvadratu magnetskog toka u vazdušnom razmaku. Ako zanemarimo efekat nasycenja, jednačina za silu iskusnu armaturom može se izraziti kao,

Gdje, F je ukupna sila, K’ je konstanta, I je RMS struja bobine armature, a K’ je ograničavajuća sila.
Pragovi uslova za rad relea bi stoga bili dostignuti kada KI2 = K’.
Ako pažljivo posmatramo gore navedenu jednačinu, shvatit ćemo da rad relea zavisi od konstanti K’ i K za određenu vrednost struje bobine.
Iz gore navedenog objašnjenja i jednačine može se zaključiti da rad relea utiče

1. Amper – obrtaje razvijenih od strane operativne bobine relea,

2. Veličina vazdušnog razmaka između jezgra relea i armature,

3. Ograničavajuća sila na armaturu.

Konstrukcija relea tipa privlačenja

Ovaj rele je u suštini jednostavna elektromagnetska bobina i hingovani plunger. Kada se bobina energizuje, plunger se privlači ka jezgru bobine. Neke NO-NC (normalno otvorene i normalno zatvorene) kontakte su mehanički raspoređene sa ovim plungerom, tako da NO kontakte postanu zatvorene, a NC kontakte otvorene na kraju kretanja plungera. Normalno rele tipa privučenog armature radi na DC. Kontakti su tako raspoređeni da nakon rada relea, kontakti ne mogu vratiti na svoje originalne pozicije čak ni kad je armatura deenergizirana. Nakon rada relea, ovi vrste elektromagnetskih relea ručno se resetuju.
Rele tipa privučenog armature, zbog svoje konstrukcije i principa rada, je instantan u radu.

Rele tipa indukcione diska

Rele tipa indukcione diska uglavnom se sastoji od jednog rotirajućeg diska.

Rad relea tipa indukcione diska

Svaki rele tipa indukcione diska radi na istom dobro poznatom Ferarijevom principu. Taj princip kaže da se moment proizvodi dva fazno pomaknuta toka, koji je proporcionalan produktu njihove veličine i faznom pomaku između njih. Matematički se može izraziti kao-


Rele tipa indukcione diska temelji se na istom principu kao i ampermetar ili voltmetar, ili vattmetar ili vat-sati metar. U indukcioni rele defleksioni moment proizvodi vrtlog u aluminijumu ili bakru disku magnetskim tokom AC elektromagneta. Ovdje, aluminijumski (ili bakreni) disk je postavljen između polova AC magneta koji proizvodi alternativni tok φ sa malim uglovim pomakom. Kako ovaj tok prolazi kroz disk, mora biti indukovana emf E2 u disku, sa zamrznutom vrijednosti od 90°. Kako je disk potpuno otporni, indukovani tok u disku I2 će biti u fazi sa E2. Kako je ugao između φ i I2 90°, ukupni moment proizveden u tom slučaju je nula. Kao što je,

Da bi se dobio moment u releu tipa indukcione diska, potrebno je proizvesti rotirajuće polje.

Metod pole shading-a za proizvodnju momenata u releu tipa indukcione diska

U ovom metodu polovina pola je okružena bakrenim prstenom, kao što je prikazano. Neka je φ1 magnetski tok neprelivenog dijela pola. Stvarno, ukupni tok je podeljen na dva jednaka dijela kada se pol podeli na dva dijela štapom.

Kako je deo pola prekriven bakrenim prstenom, doći će do indukovane struje u prstenu koji će proizvesti drugi tok φ2‘ u prekrivenom polu. Dakle, rezultirajući tok prekrivenog pola bit će vektorski zbir φ1 i φ2. Recimo da je to φ2, i ugao između φ1 i φ2 je θ. Ovi dva toka proizvedu rezultirajući moment,

Postoje uglavnom tri vrste oblika rotirajućeg diska dostupne za rele tipa indukcione diska. To su spiralni, okrugli i vazonasti, kao što je prikazano. Spiralni oblik je napravljen kako bi kompenzirao varijacije ograničavajućeg momenta kontrolne opruge koja se savija dok disk rotira i zatvara kontakte. Za većinu dizajna, disk može rotirati do 280°. Takođe, pokretni kontakt na disku je tako raspoređen da se susreće sa stacionarnim kontaktima na ramu relea kada se najveći deo diska nalazi ispod elektromagneta. To se radi kako bi se osiguralo zadovoljavajuće pritisanje kontakta u releu tipa indukcione diska.
Kada je potrebna visoka brzina rada, kao što je u diferencijalnoj zaštiti, kut putovanja diska je značajno ograničen, te se koriste kružni ili čak vane tipovi u releu tipa indukcione diska.
Ponekad je potrebno da rad relea tipa indukcione diska bude izvršen nakon uspešnog rada drugog relea. Na primjer, interlokiranje relea preopterećenja uglavnom se koristi za zaštitu generatora i bus bara. U tom slučaju, prekrivni prsten se zamenjuje sa prekrivnom bobinom. Dva kraja te prekrivne bobine su izved