مبدأ عمل مفتاح الكأس الحثي وبناؤه وأنواعه

مفتاح الحث الكأسي

هذا المفتاح هو مجرد إصدار من مفاتيح القرص الحثية. يعمل مفتاح الحث الكأسي بنفس مبدأ عمل مفاتيح القرص الحثية. الأساس الإنشائي لهذا المفتاح مشابه لمحرك حث رباعي الأقطاب أو ثمانية الأقطاب. يعتمد عدد الأقطاب في المفتاح الواقٍ على عدد التفافات التي يجب استيعابها. تظهر الصورة مفتاحًا كأسيًا رباعي الأقطاب.
في الواقع، عندما يتم استبدال قرص المفتاح الحثي بكأس ألومنيوم، فإن القصور الذاتي للنظام الدوار للمفتاح يقل بشكل كبير. بسبب انخفاض القصور الذاتي الميكانيكي، يكون سرعة تشغيل مفتاح الحث الكأسي أعلى بكثير من سرعة مفتاح القرص الحثي. بالإضافة إلى ذلك، تم تصميم نظام القطبين المتوقع لتوفير عزم دوران أقصى لكل وحدة فولت أمبير.

في الوحدة ذات الأربعة أقطاب المعروضة في مثالنا، يتولد تيار الفيض في الكأس بسبب زوج من الأقطاب، ويظهر مباشرة تحت الزوج الآخر من الأقطاب. هذا يجعل عزم الدوران لكل وحدة فولت أمبير لهذا المفتاح حوالي ثلاثة أضعاف ما هو عليه في مفتاح القرص الحثي مع كهرومغناطيس على شكل حرف C. إذا يمكن تجنب شبع المغناطيس للأقطاب عن طريق التصميم، يمكن أن تكون خصائص التشغيل للمفتاح خطية ودقيقة للفترة الواسعة من التشغيل.

مبدأ عمل مفتاح الحث الكأسي

كما ذكرنا سابقًا، فإن مبدأ عمل مفتاح الحث الكأسي هو نفسه محرك الحث. يتم إنتاج حقل مغناطيسي دوار بواسطة أزواج مختلفة من قطبي المجال. في التصميم ذو الأربعة أقطاب، يتم تزويد كل زوج من الأقطاب من نفس الثانية لتحويل التيار، ولكن الفرق الطوري بين التيارين لأزواج القطبين هو 90 درجة. يتم ذلك بإدخال ملغم في سلسلة مع ملف تعليق أحد أزواج القطبين، وإدخال مقاوم في سلسلة مع ملف تعليق الزوج الآخر من الأقطاب.

يؤدي الحقل المغناطيسي الدوار إلى توليد تيار في الكأس الألومنيوم. وفقًا لمبدأ عمل محرك الحث، يبدأ الكأس بالدوران في اتجاه الحقل المغناطيسي الدوار، بسرعة أقل قليلاً من سرعة الحقل المغناطيسي الدوار. يتم ربط الكأس الألومنيوم بمجوهرة ربيع. في حالة العمل العادية، يكون عزم الرجوع للربيع أعلى من عزم الانحراف للكأس. لذا لا يوجد حركة للكأس. ولكن في حالة حدوث عطل في النظام، يكون التيار عبر ملف التعليق مرتفعًا جدًا، وبالتالي يكون عزم الانحراف المنتج في الكأس أعلى بكثير من عزم الرجوع للربيع، لذا يبدأ الكأس بالدوران كروتر لمحرك الحث. يتم توصيل اللمسات المرتبطة بالجزء المتحرك من الكأس عند زاوية دوران محددة.

بناء مفتاح الحث الكأسي

يتم بناء النظام المغناطيسي للمفتاح بتوصيل عدد من صفائح الصلب المقطوعة دائرية. يتم توجيه القطبين المغناطيسيين في الحافة الداخلية لهذه الصفائح الملحومة.
يتم لف ملفات التعليق حول هذه الأقطاب الملحومة. يتم توصيل ملفات التعليق لأقطاب مواجهة بعضها البعض في سلسلة.
يتم تركيب الكأس الألومنيوم أو الدرام على قلب حديد ملحوم، ويحمله عمود يتناسب طرفيه في أكواب مجوهرة أو محامل. يتم توفير المجال المغناطيسي الملحوم داخل الكأس أو الدرام لتعزيز الحقل المغناطيسي الذي يقطع الكأس.

مفتاح الحث الكأسي الاتجاهي أو الطاقة

مفتاح الحث الكأسي مناسب جدًا للوحدات الاتجاهية أو مقارنة الطور. هذا لأن، بالإضافة إلى الحساسية، يتميز مفتاح الحث الكأسي بعزم دوران ثابت وغير متذبذب، والعزمات الطفيلية بسبب التيار أو الجهد فقط صغيرة.

في مفتاح الحث الكأسي الاتجاهي أو الطاقة، يتم توصيل ملفات تعليق زوج من الأقطاب عبر مصدر الجهد، وتُربط ملفات تعليق الزوج الآخر من الأقطاب مع مصدر التيار للنظام. لذا، يكون الفيض الناتج عن زوج من الأقطاب متناسبًا مع الجهد والفيض الناتج عن الزوج الآخر من الأقطاب متناسبًا مع التيار الكهربائي.
يمكن تمثيل مخطط الشعاع لهذا المفتاح كما يلي،

هنا، في مخطط الشعاع، الزاوية بين جهد النظام V والتيار I هي θ
الفيض الناتج بسبب التيار I هو φ1 والذي يكون في الطور مع I.
الفيض الناتج بسبب الجهد V هو φ2 والذي يكون في الربع مع V.
لذا، الزاوية بين φ1 وφ2 هي (90o – θ).
لذلك، إذا كان العزم الناتج عن هذين الفيضين هو Td.

حيث K هو ثابت التناسب.
في هذه المعادلة افترضنا أن الفيض الناتج عن ملف الجهد يتأخر 90o خلف جهده. من خلال التصميم يمكن أن تقترب هذه الزاوية من أي قيمة والحصول على معادلة العزم T = KVIcos (θ – φ) حيث θ هي الزاوية بين V و I. وفقًا لذلك، يمكن تصميم مفاتيح الحث الكأسية لتنتج عزم دوران أقصى عندما تكون الزاوية θ = 0 أو 30o، 45o أو 60o.
المفاتيح المصممة بحيث تنتج عزم دوران أقصى عند θ = 0 هي مفاتيح الحث الكأسية للطاقة.
المفاتيح التي تنتج عزم دوران أقصى عندما تكون θ = 45o أو 60o، تستخدم كمفاتيح وقاية اتجاهية.

مفتاح الحث الكأسي نوع التفاعل والميو

عن طريق تلاعب في ترتيب ملفات الجهد والتيار والتغيرات النسبية في الزوايا الطورية بين الفيضات المختلفة، يمكن أن يتم تصميم مفتاح الحث الكأسي لقياس التفاعل النقي أو القابلية. تتم مناقشة مثل هذه الخصائص بمزيد من التفصيل في جلسة حول مفاتيح المسافة الكهرومغناطيسية.

بيان: احترم الأصلي، المقالات الجيدة تستحق المشاركة، إذا كان هناك انتهاك للحقوق يرجى التواصل لحذفه.