Какво е индукционен чаша реле?

Какво е индукционен чаша реле?

Индукционно чаша реле

Това реле е версия на индукционното дисково реле. Индукционните чаша реле работят по същия принцип като индукционните дискови реле. Основната конструкция на това реле е подобна на четиреполюсния или осмеполюсния индукционен мотор. Броят на полюсите в защитното реле зависи от необходимия брой обмотки. Фигурата показва четиреполюсно индукционно чаша реле.

Когато диска на индукционното реле се замени с алюминиева чаша, инерцията на въртящата се система е значително намалена. Тази по-ниска механична инерция позволява на индукционното чаша реле да работи много по-бързо от индукционното дисково реле. Освен това проектираната система с полюси е предназначена да предоставя максимален момент за единица ВА вход.

В четиреполюсната единица, показана в нашия пример, вихревите токове, произведени в чашата поради една двойка полюси, директно се появяват под другата двойка полюси. Това прави момента за единица ВА на това реле около три пъти по-голям от този на индукционното дисково реле с C-образен електромагнит. Ако магнитното насищане на полюсите може да бъде избегнато чрез проектиране, работните характеристики на релето могат да бъдат направени линейни и точни в широк диапазон на работа.

Работен принцип на индукционното чаша реле

Както казахме по-рано, работният принцип на индукционното чаша реле е същият като на индукционния мотор. Въртящо се магнитно поле се произвежда от различни двойки полюси. В четиреполюсния дизайн, обмотките на двете двойки полюси са снабдени от вторичната обмотка на един и същ трансформатор на тока, но фазовото разстояние между токовете на двете двойки полюси е 90 градуса; това се прави чрез включване на индуктор в сериоза с обмотката на една двойка полюси и чрез включване на резистор в сериоза с обмотката на другата двойка полюси.

Въртящото се магнитно поле индуцира ток в алюминиевата чаша. Според работния принцип на индукционния мотор, чашата започва да се върти в посоката на въртящото се магнитно поле, с малко по-ниска скорост от скоростта на въртящото се магнитно поле. 

Алюминиевата чаша е свързана с космат пружинен възстановителен момент: при нормални условия възстановителният момент на пружината е по-висок от отклоняващия момент на чашата. Затова няма движение на чашата. Но при неизправност на системата, токът през обмотката е доста висок, затова отклоняващият момент, произведен в чашата, е много по-висок от възстановителния момент на пружината, затова чашата започва да се върти като ротор на индукционния мотор. Контактите, прикрепени към движението на чашата, се активират при специфичен ъгъл на въртене.

Конструкция на индукционното чаша реле

Магнитната система на релето е построена с помощта на циркулярно нарязани стоманени ламели. Магнитните полюси са проектирани на вътрешните ръбове на тези ламели. Полевите обмотки са намотани върху тези ламелирани полюси. Полевите обмотки на две противоположно насочени полюси са свързани в сериоза.

Алюминиевата чаша или барабан, монтирана на ламелирано желязно ядро, е носена от спица, чийто краища се побират в скъпоценни чашки или подложки. Ламелираното магнитно поле е осигурено вътре в чашата или барабана, за да засили магнитното поле, което пресича чашата.

Индукционно чаша реле за посока или мощност

Индукционните чаша реле са много подходящи за устройства за определяне на посока или сравнение на фази. Те предоставят стабилен, небиван момент и имат минимални паразитни моменти, причинени само от ток или напрежение.

В индукционното чаша реле за посока или мощност, обмотките на една двойка полюси са свързани с напрежението, а обмотките на друга двойка полюси са свързани с тока на системата. Затова, потокът, произведен от една двойка полюси, е пропорционален на напрежението, а потокът, произведен от друга двойка полюси, е пропорционален на електрическия ток.

Векторната диаграма на това реле може да бъде представена по следния начин,

Тук, в векторната диаграма, ъгълът между системното напрежение V и тока I е θ. Потокът, произведен от тока I, е φ1, който е в фаза с I. Потокът, произведен от напрежението V, е φ2, който е в квадратура с V. Затова, ъгълът между φ1 и φ2 е (90o – θ). Следователно, ако моментът, произведен от тези два потока, е Td. Където, K е константа на пропорционалност.

Тук, в това уравнение, сме допуснали, че, потокът, произведен от обмотката на напрежението, забавява 90 ^o зад напрежението. Чрез проектиране този ъгъл може да бъде направен да приближава всяка стойност и да се получи уравнение за момент T = KVIcos (θ – φ), където θ е ъгълът между V и I. Съответно, индукционните чаша реле могат да бъдат проектирани да произвеждат максимален момент, когато ъгълът θ = 0 или 30o, 45o или 60o.

Релетата, които са проектирани така, че да произвеждат максимален момент при θ = 0, са P индукционни чаша реле за мощност. Релетата, които произвеждат максимален момент, когато θ = 45o или 60o, се използват като релета за посочна защита.

Индукционни чаша реле от тип реактивност и MHO

Чрез манипулиране на подреждането на обмотките за ток и напрежение, както и на относителните фазови ъгли на различните потоци, индукционните чаша реле могат да бъдат направени да измерват или чиста реактивност, или проводимост. Такива характеристики се обсъждат по-подробно в сесията за електромагнитните дистанционни реле.