7.Принцип действия и выполнение индукционных реле.

На индукционном принципе выполняют измерительные реле тока и реле направления мощности. В системах электроснабжения можно еще встретить реле сопротивления и реле частоты, уже снятые с производства.Работа индукционных реле основана на взаимодействии переменных магнитных полей неподвижных обмоток, обтекаемых подведенными извне токами с токами, индуцированными этими полями в подвижном элементе. Поэтому на индукционном принципе могут выполняться лишь реле переменного тока. Мгновенное значение силы взаимодействия между потоком Ф, и током I при расположении проводника с током длиной в плоскости, перпендикулярной оси потока, При наличии только одного магнитного потока выполнить реле невозможно, так как известно, что сила от взаимодействия тока с потоком, благодаря которому ток возникает, равна нулю. Непременным условием получения вращающего момента на подвижном элементе индукционной системы является наличие не менее двух магнитных потоков, сдвинутых в пространстве. Возникающий при этом вращающий момент Таким образом, для получения вращающего момента необходим также сдвиг по фазе между потоками на угол . Два магнитных потока, смещенных пространственно и по фазе, можно получить, в частности, с помощью короткозамкнутого витка /, надеваемого на часть магнитопровода. Потоки Ф1 и Ф₂ обусловлены током /_р в обмотке реле; в ненасыщенной магнитной системе они пропорциональны току. Так как угол при изменении тока не изменяется, то вращающий момент

В неподвижном диске индуцируются только ЭДС трансформации £, и Е₂, которые и обусловливают вращающий момент М_вр. Во вращающемся диске наряду с ЭДС трансформации появляются также ЭДС резания, вызванные пересечением магнитных потоков Ф, и Ф₂ вращающимся диском. Эти ЭДС создают в диске токи, которые при взаимодействии с вызвавшими их потоками обусловливают появление тормозных моментов , где а — угол поворота подвижной части. Тормозные моменты пропорциональны частоте вращения диска и зависят от магнитных потоков. На подвижную часть реле действуют также тормозной момент пружины М_а и момент инерции

При этом движение диска без учета момента трения определяется условием

или

Анализ выражения показывает, что индукционные системы позволяют выполнить как быстродействующие, так и медленнодействующие реле. Подвижная часть быстродействующих реле за время срабатывания не успевает развить больших окружных скоростей, поэтому можно принять = 0; тогда  , откуда

Из выражения следует, что для уменьшения времени срабатывания реле необходимо: угол поворота а принять минимальным; иметь минимальный момент инерции / подвижной части; получить максимальный избыточный момент.

Для реле замедленного действия влияние момента инерции А/_ин на общее время срабатывания незначительно, поэтому можно принять М_ин = 0; тогда  откуда Таким образом, для получения реле замедленного действия необходимо иметь максимальные значения а и к_а. В существующих конструкциях реле это достигается тем, что их снабжают постоянными магнитами, а подвижную часть выполняют в виде диска. При вращении диск пересекает поле постоянного магнита, в результате чего возникает дополнительный тормозной момент. Такие реле имеют ограниченно зависимую от тока характеристику выдержки времени. В ее независимой части удается получить выдержки времени /_ср > 10 с.