Relee de inductie - releu de inductie directional de putere

Relee de inductie

Releele de iductie sunt relee electrice cu contacte a caror functionare se bazeaza pe cuplurile si fortile electromagnetice care se exercita asupra unor conductoare masive sau filiforme (situate intr-un camp magnetic variabil in timp), in care se induc curenti prin inducti electromagnetica.

Relee de inductie sunt de mai multe feluri : de curent, directionale, de impedanta,diferentiale si releele-balanta (ele lucreaza numai in curent alternativ).

Releu de inductie directional de putere

In cele ce urmeaza se prezinta, spre exemplificarea, releul de inductie directional de putere.

Releul de putere directional (tip IMB 171/1), cu doua bobine cu rotor cilindric, actionand la schimbarea sensului puterii electrice este reprezentat schematic in figura 1.7.

In principiu, releul este format dintr-un circuit magnetic m cu poli aparenti, un rotor cilindric de aluminiu r, infasurarile de curent si tensiune plasate pe jugul m, un contact normal deschis c si un contact mobil actionat de paleta p, fixata pe axul rotorului cilindric. Cilindrul de otel f, plasat in interiorul cilindrului de aluminiu r, serveste la reducerea reluctantei circuitului magnetic total. In intrefierul electromagnetului M se roteste cilindrul de aluminiu ( polii sunt notati cu M in figura 1.8.), avand rolul de a amortiza oscilatiile rotorului, si un resort antagonist RA, care mentine contactele releului dezexcitat in pozitia „normal deschis”.

Infasurarea este formata de doua bobine legate in serie, asezate pe doi poli, iar Infasurarea de tensiune din patru bobine legate in serie, asezate pe toate laturile circuitului magnetic exterior.

In figura 1.9 este reprezentata diagrama fazoriala a tensiunilor si a curentilor.

Document online: Evolutia pietei imobiliare in ultimii ani Document online: Descriere folii de polietilena

Functionarea releului de putere se bazeaza pe actiunea reciproca dintre fluxurile magnetice variabile in timp si curentii indus de acestea in elementul mobil al releului ( rotorul cilindric r ).

Cuplul de rotatie al releului este dat de relatia :

M _rot = K Ф _I Ф _U cos ( φ _r + α ). ( 1. 5. )

Pana la saturatia miezului magnetic, fluxurile sunt proportionale cu curentii, adica :

Ф _I = K₁ I _r ; Ф _U = K ₂ I _t = K ₃ = K ₄ U _r ( 1. 6. )

Unde Z _U este impendanta bobinei de tensiune a releului, iar K ₁, K _2, K ₃, K ₄ sunt coeficientii de proportionalitate. La functionarea in regim nesaturat, in relatia  1. 5. devine :

M _rot = K’ U _r I _r cos ( φ _r + α ). ( 1. 7. )

Expresia U _r I _r cos ( φ _r + α ) are aspectul unei puteri. Dupa cum aceasta expresie este pozitiva sau negativa, releul actioneaza sau nu actioneaza ( rotorul se roteste intr-un sens sau altul ). De aceea, releele de putere se mai numesc si relee directionale.

Pentru α = 0, cuplul de rotatie maxim se obtine la valoarea : φ _r = 0. In acest caz, releul are o caracteristica de actionare cosinusoidala si se numeste releu Wattmetrie ( actioneaza numai pentru U _r I_r cos φ _r > 0 ).

Daca in serie cu bobina de tensiune se leaga un condensator de capacitate C, care defazeaza curentul I _t, compensand complet reactanta inductiva a bobinei ( ceea ce echivaleaza cu α = 90 ⁰ ), expresia cuplului M _rot devine ( in modul ) : M _rot = K’ U _r I _r sin φ _r, iar conditia de actionare al releului este : U _r I _r sin φ _r > 0. Un asemenea releu are o caracteristica sinusoidala si poarta numele de releu varmetrie.

Valorile uzuale pentru unghiul α sunt cuprinse intre 30 ⁰ si 45 ⁰. Releul directional intra in functiune atunci cand cuplul de rotatie M _rot intrece cuplul antagonist, dat de resortul RA ( fig. 1. 8. ) .

Functionarea releului directional poate fi studiata pe caracteristica unghiulara al releului, care reda dependenta dintre tensiunea de actionare U _act si defazajul φ _r pentru  I _r = ct ( fig. 1. 9. ). Pe aceasta curba, pentru fiecare curent I _r dat se poate citi care este valoarea tensiunii de actionare

U _r = U _act corespunzatoare unui anumit defazaj φ _r 0 . Pentru diferite valori ale lui I _r se obtine o familie de astfel de caracteristici cu I_r = ct . Cu ajutorul curbelor U _act = f ( φ _r )

pentru I _r = ct, se poate determina unghiul φ _r la care releul directional are cea mai mare sensibilitate numit si unghiul sensibilitatii maxime ( fig. 1. 10. )