Электромеханические элементы (стр. 7 из 8)
При построении векторной диаграммы реле за исходные величины приняты напряжение Upи отстающий от него на угол <рр ток /р. Ток в обмотке напряжения [и сдвинут по фазе относительно напряжения Up, на угол у^.
У реле РБМ сопротивление обмотки напряжения таково, что угол
обычно составляет 
Угол а дополняет его до 
Если пренебречь потерями в стали и размагничивающим действием тока ротора, то магнитные потоки Ф 7 и Ф v совпадают по фазе с вызвавшими их токами, соответственно /„ и 1и. Вращающий момент индукционного реле, согласно,
Для ненасыщенной магнитной системы Ф7~ /р и 
, поэтому 
По векторной диаграмме 
и 
Выражение определяет вращающий момент реле смешанного типа. Из него следует, что при
момент положительный, а при 
— отрицательный. Максимальное значение положительного момента наступает при 
, т. е. при 
Угол 
при котором положительный вращающий момент максимален, называется углом максимальной чувствительности 
Таким образом, угол 
всегда равен и противоположен по знаку углу 
т. е. 
Реле с различными углами а и соответственно с различными углами максимальной чувствительности получаются путем изменения угла уи. Для этого последовательно с обмоткой напряжения реле включаются добавочные активное и емкостное сопротивления.
При угле
угол 
и вращающий момент 
Такое реле получило название косинусного. Если угол, то угол
и вращающий момент 
Реле с таким выражением вращающего момента называется синусным. Положительный знак момента по достигается изменением полярности выводов одной из обмоток.
Направление тока в обмотке изменится, если поменять местами ее начала и конец в схеме включения реле, поэтому, принимая начало одной из обмоток произвольно, началом второй считают тот вывод, которому соответствует положительный вращающий момент при указанном угле максимальной чувствительности. Начало обмоток обозначают точками.
Конструкция реле направления мощности РБМ с одним контактом приведена на рис. 17, в. Выпускается и реле двустороннего действия. Оно имеет два разомкнутых контакта: один из них замыкается при положительном вращающем моменте, а второй — при отрицательном.
Работа реле направления мощности определяется его характеристиками: угловой, представляющей собой зависимость мощности срабатывания от угла <рр т. е.
, или напряжения срабатывания от угла при заданном токе, т. е. 
соответственно; вольт-амперной, представляющей собой зависимость напряжения срабатывания от тока при угле максимальной чувствительности, т. е. 
при 
. Характеристики зависят от типа реле и его выполнения.Угловая характеристика. В реальных реле на подвижную часть наряду с вращающим моментом действуют силы трения и удерживающей пружины. Для их преодоления при срабатывании реле необходим минимальный вращающий момент AfBpmin. Для срабатывания реле направления мощности со смешанной характеристикой должно выполняться условие
Так как Af„pmin/fe— величина постоянная, то 5ср изменяется с изменением угла
принимая минимальное значение ■S,c.pniin, при котором 
т. е. 
С учетом этого выражение принимает вид
В соответствии с выражением на рис. 18, а построена угловая характеристика в прямоугольной системе координат. Мощность срабатывания, как указывалось, принимает минимальное значение 5cpmin при
По мере уменьшения 
мощность Scр возрастает и становится бесконечной при 
что наблюдается при углах 
Угловую характеристику реле можно построить в полярной системе координат. При этом угол
отсчитывается от положительной оси против часовой стрелки при его положительных значениях. Мощность срабатывания принимает минимальное значение 
при угле 
С изменением угла 
мощность срабатывания увеличивается так, что конец радиуса-вектора 5ср скользит по прямой, перпендикулярной радиусу-вектору 
Эта прямая является угловой характеристикой реле в полярной системе координат или в комплексной плоскости мощностей. Реле направления мощности срабатывает, если конец вектора полной мощности S— Щ находится в пределах заштрихованной области комплексной плоскости или касается угловой характеристики. Аналогично строят угловые характеристики синусного и косинусного реле.У идеальных реле силы трения и удерживающей пружины отсутствуют, поэтому Scpain= 0, в связи с чем их идеальные угловые характеристики отличаются от рассмотренных тем, что проходят через начало координат.
При анализе работы реле направления мощности часто пользуются его идеальной угловой характеристикой. При этом в ряде случаев целесообразно считать фиксированным вектор напряжения Upи относительно него производить отсчет углов
сдвига фаз между Upи /р. Следует иметь в виду, что угол 
считается положительным при отстающем по фазе токе и отрицательным — при опережающем.Прямая, проведенная под углом
к вектору Црявляется линией максимальной чувствительности. Зона работы реле ограничивается линией нулевой чувствительности, проведенной перпендикулярно линии максимальной чувствительности. С вектором напряжения Црона образует утлы 
и 
при которых 
и вращающий момент Мт= 0. Таким образом, зона работы реле ограничивается углами 
, отсчитанными от вектора напряжения Цр. При расположении вектора тока /р в этой зоне, т. е. слева от линии нулевой чувствительности, реле мощности срабатывает.Вольт-амперная характеристика. Для построения вольт-амперной характеристики
при 
используется выражение. На рис. 18, ж кривая / — расчетная вольт-амперная характеристика 
а кривая 2 — характеристика, полученная экспериментально; она показывает, что начиная с некоторого значения тока /р напряжение Ucpперестает уменьшаться. Это объясняется насыщением магнитной системы реле. Таким образом, экспериментальная вольт-амперная характеристика дает возможность определить минимальное напряжение 
необходимое для срабатывания реле. Насыщение магнитной системы снижает чувствительность реле, так как при 
и росте тока увеличивается 