Que é un relé de copa de indución

Que é un relé de copa de indución?

Relé de copa de indución

Este relé é unha versión do relé de disco de indución. Os relés de copa de indución funcionan no mesmo principio que os relés de disco de indución. A construción básica deste relé é semellante á dun motor de indución de catro ou oito polos. O número de polos no relé protexente depende do número de bobinas necesarias. A figura amosa un relé de copa de indución de catro polos.

Cando o disco dun relé de indución é substituído por unha copa de aluminio, a inercia do sistema rotatorio diminúe considerablemente. Esta menor inercia mecánica permite que o relé de copa de indución funcione moito máis rápido que o relé de disco de indución. Ademais, o sistema de polos proxeccionado está deseñado para proporcionar o máximo torque por VA de entrada.

No caso da unidade de catro polos mostrada no noso exemplo, as correntes de Foucault producidas na copa debido a un par de polos aparecen directamente baixo o outro par de polos. Isto fai que o torque por VA deste relé sexa aproximadamente tres veces maior que o dun relé de disco de indución con un electroimán en forma de C. Se a saturación magnética dos polos pode evitarse mediante o deseño, as características de funcionamento do relé poden facerse lineares e precisas para un amplio rango de operación.

Principio de funcionamento do relé de copa de indución

Como dixemos antes, o principio de funcionamento do relé de copa de indución é o mesmo que o dun motor de indución. Un campo magnético rotatorio é producido por diferentes pares de polos de campo. No deseño de catro polos, ambos os pares de polos son alimentados polo secundario do mesmo transformador de corrente, pero a diferenza de fase entre as correntes dos dous pares de polos é de 90º; Isto fai inserindo un inductor en serie coa bobina dun par de polos e un resistor en serie coa bobina do outro par de polos.

O campo magnético rotatorio induce corrente no brum ou copa de aluminio. Segundo o principio de funcionamento do motor de indución, a copa comeza a xirar na dirección do campo magnético rotatorio, cunha velocidade lixeriamente inferior á velocidade do campo magnético rotatorio. 

A copa de aluminio está unida a unha molla de cabelo: En condicións normais, o torque de restitución da molla é maior que o torque de desvío da copa. Polo tanto, non hai movemento da copa. Pero durante unha condición defectuosa do sistema, a corrente a través da bobina é moi alta, polo que o torque de desvío producido na copa é moito maior que o torque de restitución da molla, polo que a copa comeza a xirar como rotor dun motor de indución. Os contactos están unidos ao movemento da copa a un ángulo de xiro específico.

Construción do relé de copa de indución

O sistema magnético do relé está construído usando laminas de acero cortadas circularmente. Os polos magnéticos están proxeccionados nas bordas interiores destas laminas. As bobinas de campo están enroladas nestes polos laminados. A bobina de campo de dous polos opostos están conectados en serie.

A copa ou tambor de aluminio, montado nun núcleo de ferro laminado, está soportado por un eixe cuxos extremos encaixan en cubetas ou rolos xemelos. O campo magnético laminado está proporcionado no interior da copa ou tambor para fortalecer o campo magnético que corta a copa.

Relé de copa de indución direccional ou de potencia

Os relés de copa de indución son moi adecuados para unidades direccionais ou de comparación de fase. Proporcionan un torque estable, non vibrante e teñen mínimos torques parasitos debido á corrente ou voltaxe só.

No relé de copa de indución direccional ou de potencia, as bobinas dun par de polos están conectadas a través da fonte de voltaxe, e as bobinas do outro par de polos están conectadas coa fonte de corrente do sistema. Polo tanto, o fluxo producido por un par de polos é proporcional á voltaxe e o fluxo producido polo outro par de polos é proporcional á corrente eléctrica.

O diagrama vectorial deste relé pode representarse do seguinte xeito,

Aquí, no diagrama vectorial, o ángulo entre a voltaxe do sistema V e a corrente I é θ. O fluxo producido debido á corrente I é φ1, que está en fase con I. O fluxo producido debido á voltaxe V é φ2, que está en cuadratura con V. Polo tanto, o ángulo entre φ1 e φ2 é (90o – θ). Así, se o torque producido por estes dous fluxos é Td. Onde, K é a constante de proporcionalidade.

Nesta ecuación asumimos que, o fluxo producido pola bobina de voltaxe retarda 90 ^o detrás da súa voltaxe. Mediante o deseño, este ángulo pode aproximarse a calquera valor e obter unha ecuación de torque T = KVIcos (θ – φ) onde θ é o ángulo entre V e I. Consecuentemente, os relés de copa de indución poden deseñarse para producir o máximo torque cando o ángulo θ = 0 ou 30o, 45o ou 60o.

Os relés que están deseñados para producir o máximo torque cando θ = 0, son relés de potencia de copa de indución P. Os relés que producen o máximo torque cando θ = 45o ou 60o, usanse como relés de protección direccional.

Relé de copa de indución de reactivancia e tipo MHO

Ao manipular os arranxos de bobinas de corrente e voltaxe e os ángulos de desprazamento de fase relativos entre os diversos fluxos, o relé de copa de indución pode ser usado para medir pura reactivancia ou admitancia. Tales características discútense con maior detalle nunha sesión sobre relés electromagnéticos de distancia.