Индукционный принцип выполнения реле, конструкции реле РТ-80 и РБМ

На индукционном принципе выполняются реле двух основных типов: с вращающимся AL диском и с вращающимся AL цилиндрическим ротором. Первый тип используется для изготовления максимального реле тока с зависимой от тока характеристикой выдержки времени (РТ-80), а второй широко применяется для изготовления реле направления мощности (РБМ) и реле сопротивления (КРС).

Индукционное реле состоит из неподвижн. магнитопровода с обмотками, подключенными к контролируемой цепи, и подвижн. части, выполняемой в виде металлических, хорошо проводящих ток диска или цилиндра, расположенных на оси, к которой присоединены подвижные контакты реле. При подаче в обмотки реле переменных токов в магнитопроводе возникают переменные магнитные потоки, которые индуктируют токи в подвижном диске или цилиндре. В результате взаимодействия этих индуктированных токов и магнитных потоков возникает вращающий момент на оси реле, под влиянием которого подвижная часть может вращаться или поворачиваться на определенный угол. Очевидно, что индукционные реле могут работать только на переменном токе.

Для получения вращающего момента на оси подвижной части индукционного реле необходимо создать не менее двух магнитных потоков, сдвинутых

относительно друг друга в пространстве и по фазе. Большинство индукционных реле выполняется с двумя магнитными потоками. В этих реле вращающий момент на оси подвижной части возникает в результате взаимодействия каждого магнитного потока с током, индуктированным в диске или цилиндре реле вторым магнитным потоком.

На рис.1 показан принцип устройства индукционного реле с вращающимся

диском, реагирующего на одну электрическую величину, например на ток. Реле состоит из алюминиевого диска 1 с укрепленной на его оси контактной системой 2 и магнитопров. 4 с обмоткой 3. На часть сечения полюсов магнитопровода насажены массивные медные короткозамкнутые витки (экраны) 5. При прохождении по обмотке реле переменного тока возникает магнитный поток Ф, который замыкается по экранированной и неэкранированной частям полюсов. Вследствие этого в экранах индуктируется ЭДС и проходит ток, который создает вокруг себя магнитное поле. В результате сложения магнитного потока от этого индуктированного в экране тока с магнитным потоком магнитопровода Ф суммарный магнитный поток в экранированной части полюсов Ф₁ отличается по фазе от магнитного потока в неэкранированной части полюсов Ф₂ на угол y. Таким образом, образуются условия, необходимые для работы индукционного реле, а именно: наличие двух пересекающих подвижный диск магнитных потоков, сдвинутых один относительно другого в пространстве и по фазе.

В результате взаимодействия магнитного потока Ф₁ с током I_д2, индуктированным в диске магнитным потоком Ф₂, и взаимодействия магнитного потока Ф₂, с током I_д1, индуктированным в диске магнитным потоком Ф₁, на диск, который является подвижной частью реле, действуют силы направленные в разные стороны:

Суммарная сила F_Э, равная геометрической сумме сил F₁ и F₂ всегда направлена от неэкранированной части полюсов к экранированной. Под воздействием этой силы на оси диска образуется вращающий момент М_ВР, диск начинает вращаться и с помощью подвижных контактов 2 замыкает неподвижные контакты 6.

Общее выражение М_ВР индукционного реле имеет вид (1):

где k – коэффициент пропорциональности; Ф₁ и Ф₂ - магнитные потоки, воздействующие на подвижную часть реле; y - угол сдвига фаз м/у магнитными потоками.

Из выражения (1) следует, что когда отсутствует сдвиг фаз м/у потоками Ф₁ и Ф₂, т. е. когда угол y == 0, то siny = 0 и все выражение обращается в нуль, т. е. М_ВР = 0. Вращающий момент максимален при y= 90°, когда siny = 1.

На рис. 2 показан принцип устройства индукционного реле с цилиндрическим ротором, у которого магнитные потоки Ф₁, и Ф₂ сдвинуты в пространстве на угол 90° за счет специальной конструкции магнитной системы реле, а фазовый сдвиг м/у ними достигается соответствующим включением обмоток. Магнитные потоки Ф₁ и Ф₂ индуктируют в стенках цилиндрического ротора ЭДС и токи, которые, взаимодействуя с этими магнитными потоками, создают на роторе вращающий момент так же, как на диске рассмотренного выше реле.

Реле направления мощности типа РБМ, как показано на рис.2, состоит из замкнутого стального магнитопровода 1 с четырьмя выступающими внутрь полюсами, на которых расположены обмотки реле. Токовая обмотка 2 расположена на двух противоположных полюсах 3 и 4 и создает проходящий ч/з них магнитный поток Ф_I. Обмотка напряжения 5 расположена на ярме и состоит из четырех секций, которые соединены м/у собой так, чтобы создаваемый ими магнитный поток Ф_U проходил ч/з полюсы 6 и 7. При таком выполнении обмоток магнитные потоки Ф_I и Ф_U оказываются сдвинутыми в пространстве относительно друг друга на угол 90°. М/у полюсами расположены внутренний стальной сердечник 5 и алюминиевый ротор 9, имеющий форму стакана, укрепленный на оси 10. Полированные концы оси 11 вращаются в верхнем подшипнике 12 и нижнем подпятнике 13. На оси 10 на изоляционной колодке укреплен подвижной контактный мостик 14, который при cрабатывании реле замыкает неподвижные контакты 15 и 16. Возврат реле в исходное положение происходит под воздействием спиральной противодействующей пружины 17.