ما هو جهاز استشعار الكأس الحثي؟

ما هو مفتاح الكأس الإشعاعي؟

مفتاح الكأس الإشعاعي

هذا المفتاح هو إصدار من مفتاح القرص الإشعاعي. يعمل مفاتيح الكأس الإشعاعي على نفس المبدأ الذي تعمل به مفاتيح القرص الإشعاعي. التصميم الأساسي لهذا المفتاح مشابه للمحرك الإشعاعي ذي الأربعة أقطاب أو الثمانية أقطاب. يعتمد عدد الأقطاب في المفتاح الواقِي على عدد ملفات التفاف المطلوبة. تظهر الصورة مفتاح الكأس الإشعاعي ذو الأربعة أقطاب.

عند استبدال قرص المفتاح الإشعاعي بكأس ألمنيوم، يتم تقليل القصور الذاتي للنظام الدوار بشكل كبير. هذا القصور الذاتي الميكانيكي الأقل يسمح لمفتاح الكأس الإشعاعي بالعمل بشكل أسرع بكثير من مفتاح القرص الإشعاعي. بالإضافة إلى ذلك، تم تصميم نظام القطبين المُقَدَّم لتقديم عزم دوران أقصى لكل واط أمبير.

في الوحدة ذات الأربعة أقطاب التي تظهر في مثالنا، تظهر التيارات الدوامية الناتجة في الكأس بسبب زوج من الأقطاب مباشرة تحت الزوج الآخر من الأقطاب. هذا يجعل عزم الدوران لكل واط أمبير لهذا المفتاح حوالي ثلاثة أضعاف عزم الدوران لمفتاح القرص الإشعاعي من نوع C. إذا تم تجنب التشبع المغناطيسي للأقطاب عن طريق التصميم، يمكن جعل خصائص العمل للمفتاح خطية ودقيقة لنطاق واسع من التشغيل.

مبدأ عمل مفتاح الكأس الإشعاعي

كما قلنا سابقًا، مبدأ عمل مفتاح الكأس الإشعاعي هو نفسه مبدأ عمل المحرك الإشعاعي. يتم إنتاج مجال مغناطيسي دوار بواسطة أزواج مختلفة من أقطاب المجال. في التصميم ذو الأربعة أقطاب، يتم تغذية كلا الزوجين من الأقطاب من الثانوي لنفس محول التيار، ولكن الفرق الطوري بين التيارين لأزواج القطبين هو 90 درجة؛ يتم ذلك بإدخال مكثف في سلسلة مع ملف أحد أزواج القطبين، وإدخال مقاوم في سلسلة مع ملف الزوج الآخر من القطبين.

يدخل التيار الناتج من المجال المغناطيسي الدوار في الكأس الألمنيوم. وفقًا لمبدأ عمل المحرك الإشعاعي، يبدأ الكأس في الدوران في اتجاه المجال المغناطيسي الدوار، بسرعة أقل قليلاً من سرعة المجال المغناطيسي الدوار. 

يتم ربط الكأس الألمنيوم بزنبرك شعر: في الحالة العادية، يكون عزم الاستعادة للزنبرك أعلى من عزم الانحراف للكأس. لذلك لا يوجد حركة للكأس. ولكن في حالة وجود عطل في النظام، يكون التيار عبر الملف مرتفعًا جدًا، وبالتالي يكون عزم الانحراف الناتج في الكأس أعلى بكثير من عزم الاستعادة للزنبرك، وبالتالي يبدأ الكأس في الدوران كروتور للمحرك الإشعاعي. يتم ربط الأطراف المرتبطة بالحركة للكأس بزاوية دوران محددة.

بناء مفتاح الكأس الإشعاعي

يتم بناء النظام المغناطيسي للمفتاح باستخدام صفائح فولاذية مقطوعة دائرية. يتم توجيه الأقطاب المغناطيسية على الحواف الداخلية لهذه الصفائح اللامينة. يتم لف ملفات المجال حول هذه الأقطاب اللامينة. يتم توصيل ملفات المجال لأقطاب مواجهة بعضها البعض في سلسلة.

يتم تركيب الكأس الألمنيوم أو الدرهم على قلب فولاذي ملامن ويحمله عمود يتناسب طرفيه في أكواب مجوهرة أو محامل. يتم توفير المجال المغناطيسي الملامن داخل الكأس أو الدرهم لتقوية المجال المغناطيسي الذي يقطع الكأس.

مفتاح الكأس الإشعاعي التوجيهي أو قوة

مفاتيح الكأس الإشعاعي مناسبة جدًا لوحدات التوجيه أو مقارنة الطور. توفر عزم دوران ثابتًا وغير متأرجح ولديها عزوم ضارة ضئيلة بسبب التيار أو الجهد بمفردهم.

في مفتاح الكأس الإشعاعي التوجيهي أو قوة، يتم توصيل ملفات أحد أزواج الأقطاب عبر مصدر الجهد، وملفات الزوج الآخر من الأقطاب يتم توصيلها بمصدر التيار للنظام. بالتالي، يكون التدفق الناتج من زوج من الأقطاب متناسبًا مع الجهد والتدفق الناتج من الزوج الآخر من الأقطاب متناسبًا مع التيار الكهربائي.

يمكن تمثيل مخطط الشعاع لهذا المفتاح كما يلي،

هنا، في مخطط الشعاع، الزاوية بين جهد النظام V والتيار I هي θ. التدفق الناتج بسبب التيار I هو φ1 والذي يكون في الطور مع I. التدفق الناتج بسبب الجهد V هو φ2 والذي يكون في الربع مع V. بالتالي، تكون الزاوية بين φ1 وφ2 هي (90o – θ). بالتالي، إذا كان العزم الناتج من هذين التدفقات هو Td. حيث K هو ثابت التناسب.

في هذه المعادلة، افترضنا أن التدفق الناتج من ملف الجهد يتاخر 90^o خلف جهده. من خلال التصميم يمكن جعل هذه الزاوية تقترب من أي قيمة والحصول على معادلة عزم T = KVIcos (θ – φ) حيث θ هي الزاوية بين V و I. وفقًا لذلك، يمكن تصميم مفاتيح الكأس الإشعاعي لإنتاج عزم أقصى عندما تكون الزاوية θ = 0 أو 30o، 45o أو 60o.

المفاتيح المصممة بحيث تنتج عزم أقصى عند θ = 0 هي مفاتيح الكأس الإشعاعي قوة P. المفاتيح التي تنتج عزم أقصى عند θ = 45o أو 60o تستخدم كمفاتيح وقاية توجيهية.

مفاتيح الكأس الإشعاعي من نوع التفاعل والمهو

عن طريق تلاعب في ترتيب ملفات التيار والجهد وزوايا الإزاحة الطورية النسبية بين التدفقات المختلفة، يمكن صنع مفتاح الكأس الإشعاعي ليقيس إما التفاعل النقي أو الموصلية. تتم مناقشة مثل هذه الخصائص بشكل أكبر في جلسة حول مفتاح المسافة الكهرومغناطيسي.