Vad är induktionskopkrets?

Vad är induktionskupprele?

Induktionskupprele

Detta rele är en version av induktionsdiskrelen. Induktionskupprelen fungerar på samma princip som induktionsdiskrelen. Den grundläggande konstruktionen av detta rele liknar en fyrpolig eller åttapolig induktionsmotor. Antalet poler i skyddrelen beror på antalet vindningar som behövs. Figuren visar en fyrpolig induktionskupprele.

När disken i en induktionsrele byts ut mot en aluminiumkopp minskas roterande systemets tröghet betydligt. Denna lägre mekaniska tröghet gör att induktionskupprelen kan fungera mycket snabbare än induktionsdiskrelen. Dessutom är det projicerade polesystemet utformat för att ge maximal vridmoment per VA-inmatning.

I den fyrpoliga enheten som visas i vårt exempel, dyker de virvlande strömmarna som produceras i koppen på grund av ett par poler direkt upp under det andra paret poler. Detta gör att vridmomentet per VA för detta rele är ungefär tre gånger större än för en induktionsdiskrele med en C-formad elektromagnet. Om magnetisk mättnad av polerna kan undvikas genom design, kan releens driftsegenskaper göras linjära och noggranna för ett brett område av operation.

Arbetsprincip för induktionskupprele

Som vi tidigare nämnt, är arbetsprincipen för induktionskupprelen densamma som för induktionsmotorn. Ett roterande magnetfält produceras av olika par av fältpoler. I fyrpolig design förses båda par av poler från samma sekundärströmtransformator, men fasförskillnaden mellan strömmarna i de två polepar är 90 grader; Detta görs genom att infoga en induktor i serie med spolen av ett polepar, och genom att infoga en resistor i serie med spolen av det andra polepar.

Det roterande magnetfältet inducerar ström i aluminiumkuppen. Enligt arbetsprincipen för induktionsmotorn börjar kuppen rotera i riktningen av det roterande magnetfältet, med en hastighet något mindre än hastigheten av det roterande magnetfältet. 

Aluminiumkuppen är ansluten till en hårspira: Under normala förhållanden är återställningsmomentet av spiran högre än avvikande momentet av kuppen. Så det finns ingen rörelse av kuppen. Men under felaktiga förhållanden i systemet, är strömmen genom spolen ganska hög, vilket innebär att avvikande momentet producerat i kuppen är mycket högre än återställningsmomentet av spiran, så kuppen börjar rotera som rotor i en induktionsmotor. Kontakterna är anslutna till rörelsen av kuppen vid en specifik rotationsvinkel.

Konstruktion av induktionskupprele

Magnetiska systemet i relebyggs med cirkulärt skurna stålplåtar. De magnetiska polerna projiceras på de inre kanterna av dessa laminerade plåtar. Fältsladdarna är virade runt dessa laminerade poler. Fältsladden för två motstående riktade poler är anslutna i serie.

Aluminiumkuppen eller trumman, monterad på en laminerad järnkärna, bärs av en axel vars ändar passar i smyckade koppar eller lager. Laminerat magnetfält levereras inuti kuppen eller trumman för att stärka det magnetiska fältet som klipper kuppen.

Induktionskupprespektiv- eller effektrele

Induktionskuppreler är mycket lämpliga för riktningsskydd eller fasjämförelsesenheter. De ger stabil, icke-vibrerande vridmoment och har minimala parasitiska vridmoment på grund av ström eller spänning ensamt.

I induktionskupprespektiv- eller effektrele är spolar av ett par poler anslutna över spänningstillförsel, och spolar av ett annat par poler är anslutna till strömtillförsel i systemet. Därför är fluxen producerad av ett par poler proportionell mot spänning och fluxen producerad av det andra parets poler är proportionell mot elektrisk ström.

Vektoriagrammet för detta rele kan representeras som följer,

Här, i vektoriagrammet, är vinkeln mellan systemspänningen V och strömmen I θ. Fluxen producerad av strömmen I är φ1 som är i fas med I. Fluxen producerad av spänningen V, är φ2 som är i kvadratur med V. Därför är vinkeln mellan φ1 och φ2 (90o – θ). Således, om vridmomentet producerat av dessa två fluxer är Td.Där K är proportionalitetskonstant.

Här i denna ekvation har vi antagit att, fluxen producerad av spänningsbobinen dröjer 90^o bakom dess spänning. Genom design kan denna vinkel göras till att närma sig något värde och en vridmoments ekvation T = KVIcos (θ – φ) erhålls där θ är vinkeln mellan V och I. Enligt detta kan induktionskuppreler designas för att producera maxvridmoment när vinkeln θ = 0 eller 30o, 45o eller 60o.

De reläer som är så utformade, att de producerar maxvridmoment vid θ = 0, är P induktionskuppeffektrele. Reläer som producerar maxvridmoment när θ = 45o eller 60o, används som riktningsskyddsrele.

Reaktans- och MHO-typ induktionskupprele

Genom att manipulera strömspänningsbobinarrangemangen och de relativa fasförskjutningsvinklarna mellan de olika fluxerna, kan induktionskupprelen göras för att mäta antingen ren reaktans eller admittans. Sådana egenskaper diskuteras i detalj i en session om elektromagnetiska distansreler.