چه چیزی است رله کاسه القایی

چه می‌باشد رله کاسه القایی؟

رله کاسه القایی

این رله یک نسخه از رله دیسک القایی است. رله‌های کاسه القایی بر اساس همان اصل عملکردی رله‌های دیسک القایی عمل می‌کنند. ساختار پایه این رله مشابه با یک موتور القایی چهار قطبی یا هشت قطبی است. تعداد قطب‌ها در رله محافظ بستگی به تعداد پیچش‌های مورد نیاز دارد. شکل یک رله کاسه القایی چهار قطبی را نشان می‌دهد.

وقتی دیسک یک رله القایی با یک کاسه آلومینیوم جایگزین می‌شود، لختی سیستم چرخان به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد. این لختی مکانیکی کمتر اجازه می‌دهد که رله کاسه القایی بسیار سریع‌تر از رله دیسک القایی عمل کند. علاوه بر این، سیستم قطب پروژکت شده طراحی شده است تا حداکثر گشتاور برای وات-آمپر ورودی فراهم کند.

در واحد چهار قطبی که در مثال ما نشان داده شده است، جریان دوگانه که در کاسه به دلیل یک جفت قطب تولید می‌شود، مستقیماً زیر جفت قطب دیگر ظاهر می‌شود. این باعث می‌شود که گشتاور بر وات-آمپر این رله حدوداً سه برابر بیشتر از رله نوع دیسک القایی با الکترومغناطیس C-شکل باشد. اگر اشباع مغناطیسی قطب‌ها با طراحی جلوگیری شود، خصوصیات عملکردی رله می‌تواند خطی و دقیق برای محدوده وسیعی از عملکرد باشد.

اصل عملکرد رله کاسه القایی

همانطور که قبلاً گفته شد، اصل عملکرد رله کاسه القایی مشابه با موتور القایی است. یک میدان مغناطیسی چرخان توسط جفت‌های مختلف قطب‌های میدان تولید می‌شود. در طراحی چهار قطبی، هر دو جفت قطب از ثانویه ترانسفورماتور جریان تامین می‌شوند، اما اختلاف فاز بین جریان‌های دو جفت قطب ۹۰ درجه است؛ این امر با قرار دادن یک القایی در سری با پیچش یک جفت قطب و با قرار دادن یک مقاومت در سری با پیچش جفت قطب دیگر انجام می‌شود.

میدان مغناطیسی چرخان جریان را در کاسه یا دام آلومینیوم القاء می‌کند. بر اساس اصل عملکرد موتور القایی، کاسه در جهت میدان مغناطیسی چرخان با سرعتی کمی کمتر از سرعت میدان مغناطیسی چرخان شروع به چرخش می‌کند. 

کاسه آلومینیوم به یک فنر مویی متصل است: در شرایط عادی، گشتاور بازگشت فنر از گشتاور انحراف کاسه بیشتر است. بنابراین حرکتی در کاسه وجود ندارد. اما در شرایط نامطلوب سیستم، جریان از طریق پیچش بسیار بالا است، بنابراین گشتاور انحراف تولید شده در کاسه بسیار بیشتر از گشتاور بازگشت فنر است و بنابراین کاسه شروع به چرخش می‌کند مانند روتور موتور القایی. تماس‌ها به حرکت کاسه در زاویه چرخش خاصی متصل می‌شوند.

ساختار رله کاسه القایی

سیستم مغناطیسی رله با استفاده از صفحات فولادی برش داده شده دایره‌ای ساخته می‌شود. قطب‌های مغناطیسی روی لبه‌های داخلی این صفحات لامینه پروژکت شده‌اند. پیچش‌های میدان روی این قطب‌های لامینه پیچیده می‌شوند. پیچش میدان دو قطب متقابل به هم متصل شده‌اند.

کاسه یا درام آلومینیوم، که روی یک هسته آهنی لامینه شده تنظیم شده است، توسط یک محور حمل می‌شود که انتهای آن در جام‌های الماسی یا لagers تناسب می‌یابد. میدان مغناطیسی لامینه شده در داخل کاسه یا درام برای تقویت میدان مغناطیسی که کاسه را قطع می‌کند، فراهم شده است.

رله کاسه القایی جهت‌دار یا توان

رله‌های کاسه القایی برای واحدهای مقایسه فاز یا جهت‌دار بسیار مناسب هستند. آنها گشتاور ثابت و غیر لرزان و گشتاورهای مارپیچ کمی به دلیل جریان یا ولتاژ تنها فراهم می‌کنند.

در رله کاسه القایی جهت‌دار یا توان، پیچش‌های یک جفت قطب به منبع ولتاژ متصل شده‌اند و پیچش‌های جفت قطب دیگر به منبع جریان سیستم متصل شده‌اند. بنابراین، جریان مغناطیسی تولید شده توسط یک جفت قطب متناسب با ولتاژ و جریان مغناطیسی تولید شده توسط جفت قطب دیگر متناسب با جریان الکتریکی است.

نمودار برداری این رله می‌تواند به شرح زیر نشان داده شود،

در این نمودار برداری، زاویه بین ولتاژ سیستم V و جریان I برابر θ است. جریان مغناطیسی تولید شده به دلیل جریان I برابر φ1 است که در فاز با I است. جریان مغناطیسی تولید شده به دلیل ولتاژ V برابر φ2 است که در چهارمین فاز با V است. بنابراین، زاویه بین φ1 و φ2 برابر (۹۰o – θ) است. بنابراین، اگر گشتاور تولید شده توسط این دو جریان مغناطیسی Td باشد. که در آن K ثابت تناسب است.

در این معادله فرض کرده‌ایم که، جریان مغناطیسی تولید شده توسط پیچش ولتاژ ۹۰ درجه پشت سر ولتاژ خود می‌آید. با طراحی این زاویه می‌تواند به هر مقداری نزدیک شود و یک معادله گشتاور T = KVIcos (θ – φ) به دست آید که در آن θ زاویه بین V و I است. بنابراین، رله‌های کاسه القایی می‌توانند طراحی شوند تا حداکثر گشتاور را در زمانی که زاویه θ = 0 یا ۳۰ درجه، ۴۵ درجه یا ۶۰ درجه تولید کنند.

رله‌هایی که طوری طراحی شده‌اند که حداکثر گشتاور را در زمانی که θ = 0 تولید کنند، رله‌های کاسه القایی توان P هستند. رله‌هایی که حداکثر گشتاور را در زمانی که θ = ۴۵ درجه یا ۶۰ درجه تولید می‌کنند، به عنوان رله‌های محافظ جهت‌دار استفاده می‌شوند.

رله کاسه القایی نوع واکنش و MHO

با دستکاری ترتیب پیچش‌های جریان ولتاژ و زاویه اختلاف فاز نسبی بین جریان‌های مغناطیسی مختلف، رله کاسه القایی می‌تواند یا واکنش خالص یا آدมیتانس را اندازه‌گیری کند. چنین خصوصیاتی در جلسه‌ای درباره رله‌های فاصله الکترومغناطیسی به طور جامع‌تر مورد بحث قرار می‌گیرند.