چه چیزی رله کاسه القایی است

چه چیزی است رله سطل القایی؟

رله سطل القایی

این رله نسخه‌ای از رله دیسک القایی است. رله‌های سطل القایی بر اساس همان اصل عملکردی که رله‌های دیسک القایی دارند، کار می‌کنند. ساختار اساسی این رله مشابه با یک موتور القایی چهار قطبی یا هشت قطبی است. تعداد قطب‌ها در رله محافظ بستگی به تعداد پیچه‌های مورد نیاز دارد. شکل یک رله سطل القایی چهار قطبی را نشان می‌دهد.

وقتی دیسک یک رله القایی با یک سطل آلومینیومی جایگزین می‌شود، لختی سیستم چرخان به شدت کاهش می‌یابد. این لختی مکانیکی کمتر اجازه می‌دهد تا رله سطل القایی خیلی سریع‌تر از رله دیسک القایی عمل کند. علاوه بر این، سیستم قطب پروژه‌ای طراحی شده‌است تا بیشترین گشتاور برای ورودی VA ارائه دهد.

در واحد چهار قطبی که در مثال ما نشان داده شده است، جریان فروپاشی تولید شده در سطل به دلیل یک زوج از قطب‌ها، مستقیماً زیر زوج دیگری از قطب‌ها ظاهر می‌شود. این باعث می‌شود که گشتاور برای هر وات-آمپر (VA) این رله حدوداً سه برابر گشتاور رله نوع دیسک القایی با الکترومغناطیس C-شکل باشد. اگر اشباع مغناطیسی قطب‌ها با طراحی مناسب جلوگیری شود، مشخصات عملکردی رله می‌تواند خطی و دقیق برای محدوده گسترده‌ای از عملکرد باشد.

اصل عملکرد رله سطل القایی

همانطور که قبلاً گفتیم، اصل عملکرد رله سطل القایی مشابه موتور القایی است. یک میدان مغناطیسی چرخان توسط زوج‌های مختلف قطب‌های میدان تولید می‌شود. در طراحی چهار قطبی، هر دو زوج قطب از ثانویه ترانسفورماتور جریان تغذیه می‌شوند، اما اختلاف فاز بین جریان‌های دو زوج قطب ۹۰ درجه است؛ این امر با قرار دادن یک القایی در سری با پیچه یک زوج قطب و قرار دادن یک مقاومت در سری با پیچه زوج قطب دیگر انجام می‌شود.

میدان مغناطیسی چرخان جریان را در سطل آلومینیومی القاء می‌کند. بر اساس اصل عملکرد موتور القایی، سطل در جهت میدان مغناطیسی چرخان با سرعتی کمی کمتر از سرعت میدان مغناطیسی چرخان آغاز می‌کند. 

سطل آلومینیومی به یک فنر مویی متصل است: در شرایط عادی، گشتاور بازگشتی فنر بیشتر از گشتاور انحرافی سطل است. بنابراین هیچ حرکتی در سطل وجود ندارد. اما در شرایط خرابی سیستم، جریان از طریق پیچه بسیار بالا است، بنابراین گشتاور انحرافی تولید شده در سطل بسیار بیشتر از گشتاور بازگشتی فنر است و بنابراین سطل مانند روتر موتور القایی شروع به چرخش می‌کند. تماس‌ها به حرکت سطل در زاویه چرخش خاصی متصل می‌شوند.

ساختار رله سطل القایی

سیستم مغناطیسی رله با استفاده از صفحات فولادی برش داده شده دایره‌ای ساخته شده است. قطب‌های مغناطیسی روی لبه‌های داخلی این صفحات لامینه شده پروژه شده‌اند. پیچه‌های میدان روی این قطب‌های لامینه پیچیده شده‌اند. پیچه‌های میدان دو قطب متقابل به صورت سری به هم متصل شده‌اند.

سطل یا سیلندر آلومینیومی که بر یک هسته آهنی لامینه شده نصب شده است، توسط یک محور حمل می‌شود که انتهای آن در کاسه‌های جواهری یا مفصل‌هایی تنظیم شده است. سیستم مغناطیسی لامینه شده در داخل سطل یا سیلندر ارائه شده است تا میدان مغناطیسی را که سطل را می‌برد، تقویت کند.

رله سطل القایی جهت‌دار یا قدرت

رله‌های سطل القایی بسیار مناسب برای واحدهای مقایسه فاز یا جهت‌دار هستند. آنها گشتاور پایدار و بدون ارتعاش ارائه می‌دهند و گشتاورهای مزاحم ناشی از جریان یا ولتاژ تنها به حداقل می‌رسند.

در رله سطل القایی جهت‌دار یا قدرت، پیچه‌های یک زوج از قطب‌ها به منبع ولتاژ متصل شده‌اند و پیچه‌های زوج دیگر از قطب‌ها به منبع جریان سیستم متصل شده‌اند. بنابراین، فلوکس تولید شده توسط یک زوج از قطب‌ها متناسب با ولتاژ است و فلوکس تولید شده توسط زوج دیگر از قطب‌ها متناسب با جریان الکتریکی است.

نمودار برداری این رله می‌تواند به صورت زیر نمایش داده شود،

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

در این معادله فرض کرده‌ایم که، فلوکس تولید شده توسط پیچه ولتاژ ۹۰ درجه پس از 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 سطل القایی می‌توانند طراحی شوند تا گشتاور بیشینه را در زمانی که زاویه θ = ۰ یا ۳۰ درجه، ۴۵ درجه یا ۶۰ درجه تولید کنند.

رله‌هایی که طراحی شده‌اند تا گشتاور بیشینه را در θ = ۰ تولید کنند، رله قدرت سطل القایی P هستند. رله‌هایی که گشتاور بیشینه را در θ = ۴۵ درجه یا ۶۰ درجه تولید می‌کنند، به عنوان رله محافظ جهت‌دار استفاده می‌شوند.

رله سطل القایی نوع واکنش و MHO

با تغییر در ترتیب پیچه‌های جریان و ولتاژ و زاویه اختلاف فاز نسبی بین فلوکس‌های مختلف، رله سطل القایی می‌تواند برای اندازه‌گیری واکنش خالص یا میانگین مربوطه طراحی شود. چنین مشخصاتی در جلسه‌ای درباره رله‌های فاصله الکترومغناطیسی به طور دقیق‌تر مورد بحث قرار می‌گیرند.