Индукционное реле

Индукционные реле основаны на взаимодействии между индуцированным в каком-то проводнике током и переменным магнитным потоком. Поэтому они применяются только на переменном токе как реле защиты энергосистем. Как правило, это вторичные реле косвенного действия.

Существующие типы индукционных реле можно разделить на три группы: 1) реле с рамкой; 2) реле с диском; 3) реле со стаканом.

В индукционных реле с рамкой (рис. 6.5, а) один из потоков (F₂) инду­цирует ток в короткозамкнутой обмотке, помещенной в виде рамки в поле второго потока (Ф₁), сдвинутого по фазе. Реле имеют высокую чувствитель­ность и наибольшее быстродействие по сравнению с другими индукционными реле. Недостатком их является малый вращающий момент.

Индукционные реле с диском широко распространены. Схема простейшего реле такого типа (с короткозамкнутым витком К и диском) приведена на рис. 6.5, б. Реле имеют сравнительно простую конструкцию и достаточно большой вращающий момент.

Недостатком является замедленное действие вследствие большой инерции подвижной части.

Индукционные реле со стаканом (рис. 6.5, в) имеют подвижную часть в виде стакана, вращающегося в магнитном поле двух потоков четырехполюс­ной магнитной системы. Потоки Ф₁, и Ф₂ расположены в пространстве под углом 90°, а по времени сдвинуты на угол g.

Внутри стакана 5 проходит стальной цилиндр 1 для уменьшения магнитного сопротивления. Реле со ста­каном сложнее реле с диском, но позволяет получить время срабатывания до 0,02 с. Это существенное достоинство обеспечило им широкое применение.

Четырехполюсная магнитная система позволяет без существенных изменений полу­чать разнообразные по назначению реле и унифицировать их производство. Например, если на полюсах 11 и 13 разместить токовые катушки 9, а на ярме разместить катушки напряжения 7, то они создадут соответственно потоки Ф₁, и Ф₂, пропорцио­нальные току и напряжению. Взаимодействие этих потоков с индуцированными в ста­кане 5 токами создаст в последнем вращающий момент  M = k₁F₁F₂sin g = k₂IUcos j, т. е. получим реле мощности.

В той же конструкции можно получить реле частоты, если на полюсах 11 и 13 расположить катушки напряжения 9 и соединить их последовательно с резистором, а катушки 7 соединить последовательно с конденсатором. Если оба контура (индук­тивно-активный и индуктивно-емкостный) подключить на одно напряжение, то созда­ваемый в стакане 5 момент будет равен  M = k₃fF₁F₂sin g, где f – частота тока.

Индуктивности катушек, емкость и сопротивление подбираются так, что при задан­ной уставке по частоте потоки совпадают по фазе, т. е. угол равен нулю. При изменении частоты потоки не совпадут по фазе, а знак угла их сдвига будет зависеть от    характера изменения частоты. При повышении или понижении частоты происходят  поворот стакана в ту или иную сторону и замыкание (размыкание) тех или иных      контактов.

Аналогично различными комбинациями катушек на сердечниках можно  получить и другие реле по назначению.