Що таке індукційний чашковий реле?

Що таке реле індукційного кубка?

Реле індукційного кубка

Це реле є версією реле індукційного диску. Реле індукційного кубка працюють за тим самим принципом, що й реле індукційного диску. Основна конструкція цього реле схожа на чотиріхполюсний або восьмиполюсний індукційний двигун. Кількість полюсів у захисному релé залежить від необхідної кількості обмоток. На малюнку показано чотиріхполюсне реле індукційного кубка.

Коли диск індукційного реле замінюється алюмінієвим кубком, інерція обертової системи значно зменшується. Ця нижча механічна інерція дозволяє релé індукційного кубка працювати набагато швидше, ніж реле індукційного диску. Додатково, система проектованих полюсів спроектована для забезпечення максимальної моменту на кожну ВА вводу.

У чотирьохполюсному приладі, показаному в нашому прикладі, завихрення, створене в кубку через одну пару полюсів, безпосередньо з'являється під іншою парою полюсів. Це робить момент на кожну ВА цього реле близько трьох разів більшим, ніж у реле індукційного диску з C-подібним електромагнітом. Якщо можна уникнути магнітного насичення полюсів шляхом проектування, робочі характеристики реле можна зробити лінійними та точними для широкого діапазону роботи.

Принцип роботи реле індукційного кубка

Як ми казали раніше, принцип роботи реле індукційного кубка такий самий, як і індукційного двигуна. Обертове магнітне поле створюється різними парами полюсів поля. У чотирьохполюсному дизайні обидві пари полюсів живляться з того самого вторинного перетворювача струму, але фазова різниця між струмами двох пар полюсів становить 90 градусів; це досягається вставкою індуктора в серію з обмоткою однієї пари полюсів, а резистора в серію з обмоткою іншої пари полюсів.

Обертове магнітне поле викликає струм у алюмінієвому кубку. Згідно з принципом роботи індукційного двигуна, кубок починає обертатися в напрямку обертового магнітного поля, зі швидкістю, трохи меншою, ніж швидкість обертового магнітного поля. 

Алюмінієвий кубок прикріплений до волосинкової пружини: у нормальних умовах повертаючий момент пружини більший, ніж відхиляючий момент кубка. Тому немає руху кубка. Але під час аварійної ситуації в системі, струм через обмотку досить високий, тому відхиляючий момент, створений в кубку, набагато більший, ніж повертаючий момент пружини, тому кубок починає обертатися як ротор індукційного двигуна. Контакти, прикріплені до рухомої частини кубка, переміщуються на певний кут обертання.

Конструкція реле індукційного кубка

Магнітна система реле побудована з круглих нарізаних сталевих листів. Магнітні полюси проектируються на внутрішніх краях цих ламінованих листів. Полюсні обмотки намотані на цих ламінованих полюсах. Полюсні обмотки двох протилежних полюсів з'єднані в ряд.

Алюмінієвий кубок або барабан, встановлений на ламінованому залізному сердечнику, несе шпиндель, кінці якого встають у прикраси або підшипники. Ламіноване магнітне поле надається всередині кубка або барабана, щоб посилити магнітне поле, що розрізає кубок.

Реле індукційного кубка напрямкове або потужності

Реле індукційного кубка дуже підходять для напрямкових або фазопорівняльних блоків. Вони забезпечують стабільний, невібраційний момент і мають мінімальні паразитні моменти через струм або напругу окремо.

У напрямковому або потужнісному релé індукційного кубка, обмотки однієї пари полюсів з'єднані через джерело напруги, а обмотки іншої пари полюсів з'єднані з джерелом струму системи. Тому, потік, створений одною парою полюсів, пропорційний напрузі, а потік, створений іншою парою полюсів, пропорційний електричному струму.

Векторна діаграма цього реле може бути представлена ​​наступним чином,

Тут, у векторній діаграмі, кут між системною напругою V і струмом I є θ. Потік, створений через струм I, є φ1, який у фазі з I. Потік, створений через напругу V, є φ2, який у квадратурі з V. Тому, кут між φ1 і φ2 є (90o – θ). Тому, якщо момент, створений цими двома потоками, є Td. Де K — константа пропорційності.

Тут у цьому рівнянні ми припустили, що, потік, створений обмоткою напруги, відстає на 90^o від її напруги. Шляхом проектування цей кут можна зробити будь-яким значенням, і отримати рівняння моменту T = KVIcos (θ – φ), де θ — кут між V і I. Відповідно, релé індукційного кубка можна спроектувати так, щоб вони створювали максимальний момент, коли кут θ = 0 або 30o, 45o або 60o.

Реле, які спроектовані так, щоб вони створювали максимальний момент при θ = 0, є релé індукційного кубка потужності P. Реле, які створюють максимальний момент, коли θ = 45o або 60o, використовуються як напрямкові релé захисту.

Реле індукційного кубка типу реактивності та MHO

Шляхом маніпулювання розташуваннями обмоток струму-напруги та відносними фазовими кутами розміщення між різними потоками, релé індукційного кубка можна налаштувати для вимірювання чистої реактивності або провідності. Такі характеристики детальніше обговорюються в розділі про електромагнітні дистанційні релé.