Hva er induksjonskopprelé?

Hva er induksjonskopprelé?

Induksjonskopprelé

Dette reléet er en versjon av induksjonsdiskrelé. Induksjonskoppreléer fungerer på samme prinsipp som induksjonsdiskrelé. Grunnleggende konstruksjonen til dette reléet ligner på en firepol- eller åttepol-induksjonsmotor. Antallet poler i beskyttelsesreléet avhenger av antall spoler som trengs. Figuren viser et firepol-induksjonskopprelé.

Når disken i et induksjonsrelé erstattes med en aluminiumskopp, reduseres roterende systemets inerti betydelig. Denne lavere mekaniske inerti tillater at induksjonskoppreléet fungerer mye raskere enn induksjonsdiskrelé. I tillegg er projisert polesystem designet for å gi maksimal dreiemoment per VA-inngang.

I firepol-enheten, vist i vårt eksempel, oppstår kringløpsstrømene i koppen på grunn av ett par poler, direkte under det andre paret poler. Dette gjør at dreiemomentet per VA av dette reléet er omtrent tre ganger større enn ved induksjonsdisktype relé med C-formet elektromagnet. Hvis magnetisk metning av polene kan unngås ved design, kan arbeidskarakteristikene til reléet gjøres lineære og nøyaktige over et bredt operasjonsområde.

Arbeidsprinsipp for induksjonskopprelé

Som nevnt tidligere, er arbeidsprinsippet for induksjonskopprelé det samme som for induksjonmotor. En roterende magnetfelt produseres av ulike par av feltspoler. I firepol-designet er begge par av poler forsynet fra samme sekundærstrømtransformator, men fasen forskjellen mellom strømmene til de to polepar er 90 grader; Dette gjøres ved å sette inn en induktor i serie med spolen til ett polepar, og ved å sette inn en motstand i serie med spolen til det andre polepar.

Det roterende magnetfeltet inducerer strøm i aluminiumskopp eller trommel. I henhold til arbeidsprinsippet for induksjonmotor, begynner koppa å rotere i retningen av det roterende magnetfeltet, med en hastighet litt lavere enn hastigheten til det roterende magnetfeltet. 

Aluminiumskopp er festet til en hårspire: Under normale forhold er gjenopprettingsdreiemomentet av spire høyere enn avviksdreiemomentet av kopp. Så det er ingen bevegelse av kopp. Men under feiltilfeller i systemet, er strømmen gjennom spolen ganske høy, derfor, avviksdreiemomentet produsert i kopp er mye høyere enn gjenopprettingsdreiemomentet av spire, dermed begynner koppa å rotere som rotor i induksjonmotor. Kontaktpunkter som er festet til bevegelsen av kopp til en spesifikk rotasjonsvinkel.

Konstruksjon av induksjonskopprelé

Magnetfeltet til reléet er bygget ved hjelp av sirkulært kuttede stålplater. Magnetpolene er projisert på indre kantene av disse laminerte plater. Feltspolene er viklet på disse laminerte polene. Feltspolen til to motstående poler er koblet i serie.

Aluminiumskopp eller trommel, montert på en laminert jernkjede, er boret av en akse hvis ender passer i juvelkoppar eller leiringer. Laminert magnetfelt er gitt inne i kopp eller trommel for å styrke det magnetiske feltet som kutter kopp.

Induksjonskopp retnings- eller effektrelé

Induksjonskoppreléer er svært egnet for retnings- eller fasekomparativ enheter. De gir stabil, ikke-vibrerende dreiemoment og har minimal parasittisk dreiemoment på grunn av strøm eller spenning alene.

I induksjonskopp retnings- eller effektrelé, er spoler av ett par poler koblet over spenningskilde, og spoler av et annet par poler er koblet til strømkilde i systemet. Derfor, fluxen produsert av ett par poler er proporsjonal med spenning, og fluxen produsert av det andre pare poler er proporsjonal med elektrisk strøm.

Vektor diagrammet for dette reléet kan være representert som følger,

Her, i vektordiagrammet, vinkelen mellom systemspenning V og strøm I er θ. Fluxen produsert av strøm I er φ1 som er i fase med I. Fluxen produsert av spenning V, er φ2 som er i kvadratur med V. Derfor, vinkelen mellom φ1 og φ2 er (90o – θ). Dermed, hvis dreiemomentet produsert av disse to fluxene er Td. Hvor, K er proporsjonalitetskonstant.

Her i denne likningen har vi antatt at, fluxen produsert av spenningsspole ligger 90^o bak sin spenning. Ved design kan denne vinkelen gjøres nærmer ethvert verdi, og en dreiemomentlikning T = KVIcos (θ – φ) oppnådd hvor θ er vinkelen mellom V og I. Dermed, kan induksjonskoppreléer designes for å produsere maksimal dreiemoment når vinkelen θ = 0 eller 30o, 45o eller 60o.

Reléer som er slik designet, at, de produserer maksimal dreiemoment ved θ = 0, er P induksjonskopp effektrelé. Reléer produserer maksimal dreiemoment når θ = 45o eller 60o, brukes som retningsbeskyttelsesrelé.

Reaktans- og MHO-type induksjonskopprelé

Ved å manipulere strøm-spenningsspolearrangementet og de relative faserdisplacementsvinklene mellom de ulike fluxene, kan induksjonskopprelé bli laget for å måle enten ren reaktans eller admittans. Slike karakteristika diskuteres i detalj i en sesjon om elektromagnetisk distanserelé.