Принцип действия индукционных реле

На индукционном принципе выполняются реле двух основных типов: реле с вращающимся диском и реле с вращающимся цилиндрическим ротором. Первый тип используется для изготовления реле максимального тока с зависимой характеристикой выдержки времени, а второй — для изготовления реле направления мощности и реле сопротивления.

Индукционное реле состоит из неподвижного магнитопровода с катушками (обмотками) и подвижной части, выполняемой в виде металлического диска или цилиндра, расположенных на оси. При подаче в обмотки реле переменных токов возникают переменные магнитные потоки, которые индуктируют токи в подвижной части реле. В результате взаимодействия между указанными магнитными потоками и токами в подвижной части реле возникает вращающий момент, под влиянием которого подвижная часть может вращаться или поворачиваться на определенный угол. Из рассмотренного видно, что индукционные реле могут работать только на переменном токе.

Для получения вращающего момента на подвижной части индукционного реле необходимо создать не менее двух магнитных потоков, сдвинутых относительно друг друга в пространстве и по фазе [Л. 2, 4, 5, 7].

Большинство индукционных реле выполняются с двумя магнитными потоками. В этих реле вращающий момент на подвижной части возникает в результате взаимодействия каждого магнитного потока с током, индуктированным в подвижной части реле вторым магнитным потоком.

На рис. 3-6 приведено индукционное реле с диском и коротко-замкнутыми витками. Реле состоит из подвижного алюминиевого диска 1 с укрепленной на его оси контактной системой 2 и стального магнитопровода 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

э. д. с. и проходит ток, который создает свой магнитный поток. В результате наложения магнитного потока экранов на магнитный поток магнитопровода Ф магнитные потоки в экранированной части полюсов Ф₁ и неэкранированной части Ф₂оказывается сдвинутыми относительно друг друга на угол . Таким образом, создаются условия, необходимые для работы индукционного реле, а именно: наличие двух переменных магнитных потоков, созданных неподвижной обмоткой, сдвинутых относительно друг друга как в пространстве, так 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 [Л.7, 12]:

Суммарная сила равная всегда направленная от неэкранированной части полюсов к экранированной, создает на диске вращающий момент М_вр, под действием которого диск начинает вращаться и с помощью подвижных контактов 2 замыкает неподвижные контакты 6.

Общее выражение для вращающего момента индукционного реле имеет вид [Л. 4, 5, 7]:

где — коэффициент пропорциональности; Ф₁ и Ф₂ — магнитные потоки, воздействующие на подвижную часть реле; — угол сдвига между магнитными потоками.

Из выражения (3-4) следует, что когда магнитные потоки Ф₁ и Ф₂ совпадают по фазе, т. е. когда угол , то все выражение обращается в нуль, т. е. М_вр = 0. Наоборот, когда то М_вр имеет максимальную величину.

На рис. 3-29 показано индукционное реле с цилиндрическим ротором, у которого магнитные потоки Ф₁ и Ф₂ сдвинуты в пространстве на угол 90°, а фазовый сдвиг между ними достигается соответствующим включением обмоток реле. Магнитные потоки Ф₁ и Ф₂ индуктируют и стенках цилиндрического ротора э. д. с. и токи, которые, взаимодействуя с этими магнитными потоками, создают на роторе вращающий момент, так же как на диске рассмотренного выше реле.

58 Тири́стор — полупроводниковый прибор, выполненный на основе монокристалла полупроводника с тремя или более p-n-переходами и имеющий два устойчивых состояния: закрытое состояние, то есть состояние низкой проводимости, и открытое состояние, то есть состояние высокой проводимости.

Тиристор можно рассматривать как электронный выключатель (ключ). Основное применение тиристоров — управление мощной нагрузкой с помощью слабых сигналов, а также переключающие устройства. Существуют различные виды тиристоров, которые подразделяются, главным образом, по способу управления и по проводимости. Различие по проводимости означает, что бывают тиристоры, проводящие ток в одном направлении (например тринистор, изображённый на рисунке) и в двух направлениях (например, симисторы, симметричные динисторы).

Тиристор имеет нелинейную вольт-амперную характеристику (ВАХ) с участком отрицательного дифференциального сопротивления. По сравнению, например, с транзисторными ключами, управление тиристором имеет некоторые особенности. Переход тиристора из одного состояния в другое в электрической цепи происходит скачком (лавинообразно) и осуществляется внешним воздействием на прибор: либо напряжением (током), либо светом (для фототиристора). После перехода тиристора в открытое состояние он остаётся в этом состоянии даже после прекращения управляющего сигнала, если протекающий через тиристор ток превышает некоторую величину, называемую током удержания.