Mi az indukciós csésze relé?

Mi az indukciós csészély?

Indukciós csészély

Ez a relé az indukciós lemezrelé egy változata. Az indukciós csészélyek ugyanúgy működnek, mint az indukciós lemezrelék. A relé alapvető szerkezete hasonló egy négy- vagy nyolcszögű indukciós motorhoz. A védő relében található szárnyak száma függ a szükséges tekercsek számától. A képen látható egy négy-szárnyú indukciós csészély.

Amikor az indukciós relé lemezt alumínium csészével helyettesítjük, a forgó rendszer inerciája jelentősen csökken. Ez a kisebb mechanikai inercia lehetővé teszi, hogy az indukciós csészély sokkal gyorsabban működjön, mint az indukciós lemezrelé. Ezen felül a projekált szárnyrendszer úgy tervezett, hogy maximalizálja a VA-bemenethez tartozó nyomatékot.

A példánkban bemutatott négy-szárnyú egység esetén az egyik szárny-páros által az alumínium csészében előidézett eddy-áram közvetlenül a másik szárny-páron alatt jelenik meg. Ezáltal a relé VA-bemenethez tartozó nyomatéka közel háromszorosa az IEE-Business C-alakú elektromágneses indukciós lemezrelének. Ha a szárnyak mágneses telítettségét a tervezés során elkerülhetővé tesszük, a relé működési jellemzőit lineáris és pontosnak tehetjük széles működési tartományon belül.

Az indukciós csészély működési elve

Ahogy korábban említettük, az indukciós csészély működési elve megegyezik az indukciós motornél. Forgó mágneses mezőt hoz létre különböző párok szárnyai. A négy szárnyas kialakításban mindkét szárny-páros ugyanazon áramerősségátváltó második csoportjából van ellátva, de a két szárny-páros áramai között 90 fokos fáziseltérés van; ezt azzal érik el, hogy egy induktorat sorba helyeznek a coil egyik szárny-párral, és egy ellenállást sorba helyeznek a coil másik szárny-párral.

A forgó mágneses mező áramot idéz elő az alumínium csészében. Az indukciós motor működési elve szerint a csésze kezd forogni a forgó mágneses mező irányában, ennek sebessége kissé alacsonyabb, mint a forgó mágneses mező sebessége. 

Az alumínium csészéhez hajlítófedelet csatolnak: normál állapotban a fedél visszaállító nyomatéka nagyobb, mint a csészének eltérő nyomatéka. Tehát nincs mozgás a csészén. De rendszer hibás állapotában a coil által áthaladó áram jelentősen magasabb, ezért a csészében előidézett eltérő nyomaték sokkal nagyobb, mint a fedél visszaállító nyomatéka, így a csészének kezd forogni, mint az indukciós motor rotorja. A kapcsolókat a csészének mozgó részéhez csatlakoztatják adott forgási szöghöz.

Az indukciós csészély szerkezete

A relé mágneses rendszere kör alakú vágott acéllapokból épül. A mágneses szárnyakat a laminált lapok belső szélén terjesztik ki. A mezőtekercseket ezekre a laminált szárnyakra fonják. Két egymásnak szemközt álló szárny tekercsei sorban vannak összekötve.

Az alumínium csészét vagy dobontót laminált vasmagasságra rögzítenek, amelyet egy tengely visel, amely végai drágaköves csészébe vagy szegélyekbe illeszkednek. A laminált mágneses mezőt a csészének vagy dobontónak belsejében biztosítják, hogy erősítse a csészét vágó mágneses mezőt.

Indukciós csészély irányzati vagy teljesítményrelé

Az indukciós csészélyek nagyon alkalmasak irányzati vagy fáziskülönbség-meghatározó egységekre. Ők állandó, rezgődéssel nem járó nyomatékot nyújtanak, és minimális paraszitikus nyomatékot okoznak áram vagy feszültség miatt.

Az indukciós csészély irányzati vagy teljesítményrelé esetén egyik szárny-pár tekercsei a feszültségforráshoz kapcsolódnak, a másik szárny-pár tekercsei pedig a rendszer áramforrásához. Így az egyik szárny-pár által előidézett fluxus arányos a feszültséggel, a másik szárny-pár által előidézett fluxus pedig arányos az árammal.

A relé vektordiagramját a következőképpen ábrázolhatjuk,

Itt, a vektordiagramban, a rendszer feszültsége V és áram I szöge θ. Az I áram által előidézett fluxus φ1, ami fázisban van az I-vel. A V feszültség által előidézett fluxus φ2, ami kvadratúrában van a V-vel. Így, a φ1 és φ2 közötti szög (90o – θ). Tehát, ha a két fluxus által előidézett nyomaték Td. Ahol, K egy arányossági konstans.

Ebben az egyenletben azt feltételeztük, hogy a feszültség coil által előidézett fluxus 90 ^o-val marad a feszültség mögött. A tervezéssel ezt a szöget bármilyen értékre lehet hozni, és a T = KVIcos (θ – φ) egyenletet kapjuk, ahol θ a V és I közötti szög. Ennek megfelelően, az indukciós csészélyeket úgy tervezhetjük, hogy a θ = 0 vagy 30o, 45o vagy 60o szögnél adják a legnagyobb nyomatékot.

A relék, amelyeket úgy terveztek, hogy a θ = 0-nál adják a legnagyobb nyomatékot, P indukciós csészély teljesítményrelé. A relék, amelyek a θ = 45o vagy 60o-nál adják a legnagyobb nyomatékot, irányzati védőrelékként használatosak.

Reaktancia és MHO típusú indukciós csészély

Az áram-feszültség coil elrendezések manipulálásával és a különböző fluxusok relatív fáziseltéréseinek beállításával az indukciós csészélyeket oly módon lehet tervezni, hogy tiszta reaktanciát vagy admittanciát mérik. Ilyen jellemzők részletesebben vannak tárgyalva az elektromágneses távolsági relékről szóló szekcióban.