מהו רלוי כוס השראה?

מהו רלוי כוס השראה?

רלוי כוס השראה

זהו גרסה של רלוי דיסק השראה. רלוי כוס השראה פועלים על אותו עיקרון כמו רלוי דיסק השראה. המבנה הבסיסי של הרלוי הזה דומה למנוע השראה בעל ארבעה קטבים או שמונה קטבים. מספר הקטבים ברלוי המגן תלוי במספר הסיבובים הנדרשים. התמונה מציגה רלוי כוס השראה בעל ארבעה קטבים.

כאשר הדיסק של רלוי השראה מוחלף בכוס אלומיניום, האינרציה של המערכת הסובבת נמוכה מאוד. אינרציה מכנית נמוכה זו מאפשרת לרלוי כוס השראה לפעול הרבה יותר מהר מאשר רלוי דיסק השראה. בנוסף, מערכת הקטבים המושכת מתוכננת כדי לספק מומנט מרבי לשנייה-אמפר חשמל.

ביחידה בעלת ארבעה קטבים, המוצגת בדוגמה שלנו, ההשראות המופקות בכוס עקב זוג קטבים אחד, מופיעות ישירות תחת הזוג השני של קטבים. זה גורם למומנט לשנייה-אמפר של הרלוי להיות בערך פי שלושה מאשר רלוי דיסק השראה עם אלקטרומגנט בצורת C. אם ניתן להימנע מספיגת מגנטית של הקטבים על ידי תכנון, מאפייני הפעולה של הרלוי יכולים להיות ליניאריים ומדוייקים עבור טווח רחב של פעולה.

עקרון פעולת רלוי כוס השראה

כפי שאמרנו קודם, עקרון פעולת רלוי כוס השראה הוא אותו עיקרון של מנוע השראה. שדה מגנטי סובב נוצר על ידי זוגות שונים של קטבים שדה. בתכנון בעל ארבעה קטבים, שני הזוגות של קטבים מזינים מהמשתנה המשני של טרנספורמטור הזרם, אך הפרש הפאזה בין הזרמים של שני הזוגות של קטבים הוא 90 מעלות; זה נעשה על ידי הכנסת אינדקטור בסידרה עם סליל של זוג קטבים אחד, והכנסת מחסום בסידרה עם סליל של זוג קטבים אחר.

השדה המגנטי הסובב מגרה זרם בכוס האלומיניום. בהתאם לעקרון פעולת מנוע ההשראה, הכוס מתחיל לסובב בכיוון השדה המגנטי הסובב, במהירות מעט נמוכה מהמהירות של השדה המגנטי הסובב. 

הכוס האלומיניום מתחברת לקפיץ שיער: בתנאי נורמליים, מומנט החזרה של הקפיץ גבוה יותר ממומנט ההטייה של הכוס. לכן אין תנועה של הכוס. אבל בתנאי התקלה של המערכת, הזרם דרך הסליל די גבוה, ולכן, מומנט ההטייה שנוצר בכוס הרבה יותר גבוה ממומנט החזרה של הקפיץ, לכן הכוס מתחיל לסובב כרוטור של מנוע השראה. המחברים המתחברים לתנועה של הכוס לזוויות סיבוב מסוימות.

מבנה רלוי כוס השראה

המערכת המגנטית של הרלוי נבנית באמצעות פלחי פלדה מעגלים. הקטבים המגנטיים מוטבעים על הקצוות הפנימיים של פלחי המתכת הללו. הסיבולים השדה מוטבעים על הקטבים המגנטיים הללו. סיבול השדה של שני קטבים הפוכים מתחברים בסידרה.

הכוס האלומיניום או התוף, המותקנים על ליבה של פלחי ברזל, נשענים על ציר שקצהיו מתאימים לכוסיות יהלומים או משענות. השדה המגנטי הל미ינרי מסופק בתוך הכוס או התוף כדי לחזק את השדה המגנטי החותך את הכוס.

רלוי כוס השראה כיווני או כוח

רלויז כוס השראה מתאימים מאוד לאגפים כיווניים או יחידות השוואת פאזה. הם מספקים מומנט יציב, ללא רעידות, ויש להם מומנטים פרזיטיים מינימליים עקב זרם או מתח בלבד.

ברלוי כוס השראה כיווני או כוח, סיבולי זוג קטבים מתחברים מעל מקור מתח, וסיבולי זוג קטבים אחרים מתחברים עם מקור הזרם של המערכת. לכן, השדה המגנטי שנוצר על ידי זוג קטבים אחד פרופורציונלי למתח והשדה המגנטי שנוצר על ידי זוג קטבים אחר פרופורציונלי לזרם החשמלי.

תרשים הווקטורים של הרלוי יכול להיקרא כך,

כאן, בתרשים הווקטורים, הזווית בין מתח המערכת V לבין הזרם I היא θ. השדה המגנטי שנוצר עקב הזרם I הוא φ1 שהוא בפאזה עם I. השדה המגנטי שנוצר עקב מתח V הוא φ2 שהוא בקטרטורה עם V. לכן, הזווית בין φ1 לבין φ2 היא (90o – θ). לכן, אם המומנט שנוצר על ידי שני השדות המגנטיים הללו הוא Td. כאשר, K הוא קבוע פרופורציה.

כאן במשוואה הזו הנחנו כי, השדה המגנטי שנוצר בשליל מתח מאחר 90 ^o אחרי המתח שלו. על ידי תכנון ניתן להפוך את הזווית הזו לכל ערך ולזכות במשוואה מומנט T = KVIcos (θ – φ) כאשר θ היא הזווית בין V לבין I. בהתאם, ניתן לתכנן רלויז כוס השראה לייצר מומנט מרבי כאשר הזווית θ = 0 או 30o, 45o או 60o.

הרלויז שתכננו כך שהם ייצרו מומנט מרבי כאשר θ = 0, הם רלויז כוס השראה כוח. הרלויז שייצרו מומנט מרבי כאשר θ = 45o או 60o, משמשים כרלויז הגנה כיוונית.

רלויז כוס השראה מסוג ריאקטנס ומוהו

על ידי מניפולציה על הסידור של הסיבולים של מתח וזרם ועל זוויות ההתקדמות היחסית בין השדות המגנטיים השונים, ניתן לתכנן רלויז כוס השראה למדוד או ריאקטנס או אדמיטנס טהור. מאפיינים כאלה מפורטים בהרחבה יותר בפרק על רלויז מרחק אלקטרומגנטי.