誘導カップリレーとは何か
インダクションカップリレーとは何ですか？
インダクションカップリレー
このリレーは、インダクションディスクリレーの一種です。インダクションカップリレーは、インダクションディスクリレーと同じ原理で動作します。このリレーの基本構造は、四極または八極のインダクションモーターに似ています。保護リレーの極数は、必要な巻線数によって決まります。図は四極のインダクションカップリレーを示しています。
インダクションリレーのディスクがアルミニウム製のカップに置き換えられると、回転系の慣性が大幅に減少します。この低い機械的な慣性により、インダクションカップリレーはインダクションディスクリレーよりもはるかに高速に動作できます。さらに、投影された極システムは、VA入力あたりの最大トルクを提供するように設計されています。
例示した四極ユニットでは、カップ内の渦電流が一組の極によって生成され、直接他の一組の極の下に現れます。これにより、このリレーのVAあたりのトルクは、C字型電磁石を使用するインダクションディスクタイプのリレーの約3倍になります。極の磁気飽和を回避する設計を行うことで、リレーの動作特性は広い範囲で線形かつ正確にすることができます。
インダクションカップリレーの動作原理
前述のように、インダクションカップリレーの動作原理は、インダクションモーターと同じです。異なる組み合わせのフィールド極によって回転磁界が生成されます。四極設計では、両方の極対が同じ電流変換器の二次側から供給されますが、二つの極対の間の電流の位相差は90度です。これは、一方の極対のコイルにインダクタを直列に挿入し、もう一方の極対のコイルには抵抗を直列に挿入することで実現されます。
回転磁界は、アルミニウム製のブレーキまたはカップ内に電流を誘導します。インダクションモーターの動作原理に従って、カップは回転磁界の方向に、回転磁界の速度より少し遅い速度で回転を開始します。
アルミニウム製のカップにはヘアスプリングが取り付けられています。正常条件下では、スプリングの復元トルクはカップの偏向トルクよりも大きいため、カップは動かないままです。しかし、システムに故障が発生すると、コイルを通る電流が非常に高くなるため、カップ内で生成される偏向トルクはスプリングの復元トルクよりも大きくなります。そのため、カップはインダクションモーターのロータとして回転を開始します。カップの移動に応じて特定の角度で接点が作動します。
インダクションカップリレーの構造
リレーの磁気システムは、円形にカットされた鋼板を使用して構築されています。磁気極はこれらの積層鋼板の内縁に投影されています。フィールドコイルはこれらの積層極に巻かれています。二つの向かい合う極のフィールドコイルは直列に接続されています。
アルミニウム製のカップまたはドラムは、積層鉄心に取り付けられており、そのスピンドルの端はジュエルカップまたはベアリングに適合しています。カップまたはドラムの内部には、カップを切る磁界を強化するために積層磁界が提供されています。
インダクションカップ方向またはパワーリレー
インダクションカップリレーは、方向または位相比較ユニットに非常に適しています。これらは安定した非振動トルクを提供し、電流または電圧のみによる寄生トルクが最小限に抑えられます。
インダクションカップ方向またはパワーリレーでは、一組の極のコイルが電圧源に接続され、もう一組の極のコイルがシステムの電流源に接続されます。したがって、一組の極によって生成されるフラックスは電圧に比例し、もう一組の極によって生成されるフラックスは電流に比例します。
このリレーのベクトル図は以下のようになります。
ここで、ベクトル図において、システムの電圧Vと電流Iの間の角度はθです。電流Iによって生成されるフラックスφ1はIと位相一致しています。電圧Vによって生成されるフラックスφ2はVに対して直角です。したがって、φ1とφ2の間の角度は(90o – θ)です。これらの二つのフラックスによって生成されるトルクをTdとします。ここで、Kは比例定数です。
この式では、電圧コイルによって生成されるフラックスがその電圧に対して90度遅れると仮定しています。設計によってこの角度を任意の値に近づけることができ、トルク式T = KVIcos (θ – φ)を得ることができます。ここで、θはVとIの間の角度です。それに応じて、インダクションカップリレーはθ = 0または30o、45oまたは60oのときに最大トルクを生成するように設計することができます。
θ = 0のときに最大トルクを生成するように設計されたリレーはPインダクションカップパワーリレーです。θ = 45oまたは60oのときに最大トルクを生成するリレーは、方向保護リレーとして使用されます。
リアクタンスおよびMHOタイプのインダクションカップリレー
電流電圧コイルの配列と、様々なフラックス間の相対位相差角度を操作することにより、インダクションカップリレーは純粋なリアクタンスまたはアドミタンスを測定することができます。このような特性は、電磁距離リレーに関するセッションで詳しく説明されています。
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