پرینسیپ کار رله سیم پیچ القایی ساختار و انواع

رله قاب القایی

این رله نسخه‌ای از رله دیسک القایی است. رله قاب القایی بر اساس همان اصل کار رله دیسک القایی عمل می‌کند. ساختار پایه این رله شبیه یک موتور القایی چهار قطبی یا هشت قطبی است. تعداد قطب‌ها در رله حفاظتی به تعداد پیچیدگی‌های مورد نیاز بستگی دارد. شکل یک رله قاب القایی چهار قطبی را نشان می‌دهد.
در واقع، وقتی دیسک رله القایی با یک قاب آلومینیومی جایگزین می‌شود، لختی سیستم چرخشی رله به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد. به دلیل لختی مکانیکی پایین، سرعت عمل رله قاب القایی بسیار بیشتر از رله دیسک القایی است. علاوه بر این، سیستم قطب‌های پروژه‌ای طراحی شده است تا نیروی گردان حداکثری برای هر وات-آمپر (VA) ورودی ارائه دهد.

در واحد چهار قطبی که در مثال ما نشان داده شده است، جریان‌های فرعی تولید شده در قاب به دلیل یک زوج از قطب‌ها، مستقیماً زیر زوج دیگری از قطب‌ها ظاهر می‌شوند. این موضوع باعث می‌شود که نیروی گردان برای هر وات-آمپر (VA) این رله حدود سه برابر بیشتر از رله دیسک القایی با الکترومغناطیس C-شکل باشد. اگر اشباع مغناطیسی قطب‌ها با طراحی می‌تواند جلوگیری شود، مشخصات عملیاتی رله می‌تواند خطی و دقیق برای محدوده گسترده‌ای از عملکرد باشد.

اصل کار رله قاب القایی

همانطور که قبلاً گفتیم، اصل کار رله قاب القایی همانند موتور القایی است. یک میدان مغناطیسی چرخان توسط زوج‌های مختلف قطب‌های میدان تولید می‌شود. در طراحی چهار قطبی، هر دو زوج قطب از دومینری ترانسفورماتور جریان تغذیه می‌شوند، اما اختلاف فاز بین جریان‌های دو زوج قطب ۹۰ درجه است؛ این کار با قرار دادن یک الکترومغناطیس در سری با سیم پیچ یک زوج قطب و یک مقاومت در سری با سیم پیچ زوج قطب دیگر انجام می‌شود.

میدان مغناطیسی چرخان جریان را در قاب یا لوله آلومینیومی القا می‌کند. طبق اصل کار موتور القایی، قاب در جهت میدان مغناطیسی چرخان با سرعتی کمتر از سرعت میدان مغناطیسی چرخان شروع به چرخش می‌کند. قاب آلومینیومی به یک فنر مویی متصل است: در شرایط عادی، نیروی بازگشت فنر بیشتر از نیروی انحراف قاب است. بنابراین هیچ حرکتی در قاب وجود ندارد. اما در شرایط خرابی سیستم، جریان از طریق سیم پیچ بسیار بالاست، بنابراین نیروی گردان تولید شده در قاب بسیار بیشتر از نیروی بازگشت فنر است، بنابراین قاب شروع به چرخش به عنوان روتن موتور القایی می‌کند. تماس‌هایی که به قاب متحرک در زاویه چرخش خاصی متصل شده‌اند.

ساختار رله قاب القایی

سیستم مغناطیسی رله با متصل کردن تعدادی از صفحات فولادی دایره‌ای برش‌خورده ساخته می‌شود. قطب‌های مغناطیسی در محیط داخلی این صفحات لامینه شده پروژه می‌شوند.
سیم‌پیچ‌های میدان روی این قطب‌های لامینه‌شده پیچیده می‌شوند. سیم‌پیچ‌های میدان دو قطب متقابل به صورت سری متصل می‌شوند.
قاب یا لوله آلومینیومی که روی یک هسته آهن لامینه شده نصب شده است، توسط یک میله که انتهای آن در کاسه‌های جواهری یا لرزانه‌ها قرار می‌گیرد حمل می‌شود. میدان مغناطیسی لامینه شده در داخل قاب یا لوله ارائه می‌شود تا میدان مغناطیسی قطع کننده قاب تقویت شود.

رله قاب القایی جهت‌دار یا قدرت

رله قاب القایی برای واحدهای جهت‌دار یا مقایسه فاز بسیار مناسب است. این به دلیل حساسیت، رله‌های قاب القایی دارای نیروی گردان ثابت و بدون لرزش و نیروهای فرعی به دلیل جریان یا ولتاژ تنها کوچک هستند.

در رله‌های قاب القایی جهت‌دار یا قدرت، سیم‌پیچ‌های یک زوج از قطب‌ها به منبع ولتاژ متصل می‌شوند، و سیم‌پیچ‌های زوج دیگر از قطب‌ها به منبع جریان سیستم متصل می‌شوند. بنابراین، پویایی تولید شده توسط یک زوج از قطب‌ها متناسب با ولتاژ و پویایی تولید شده توسط زوج دیگر از قطب‌ها متناسب با جریان الکتریکی است.
نمودار برداری این رله به صورت زیر نشان داده می‌شود،

در این نمودار برداری، زاویه بین ولتاژ سیستم V و جریان I برابر با θ است
پویایی تولید شده به دلیل جریان I برابر با φ1 است که با I هم فاز است.
پویایی تولید شده به دلیل ولتاژ V برابر با φ2 است که با V چهارمی است.
بنابراین، زاویه بین φ1 و φ2 برابر با (۹۰o – θ) است.
بنابراین، اگر نیروی گردان تولید شده توسط این دو پویایی Td باشد.

که در آن K ثابت تناسب است.
در این معادله فرض کرده‌ایم که، پویایی تولید شده توسط سیم پیچ ولتاژ ۹۰ درجه پس از ولتاژ خود می‌آید. با طراحی این زاویه می‌تواند به هر مقداری نزدیک شود و معادله نیروی گردان T = KVIcos (θ – φ) بدست آید که در آن θ زاویه بین V و I است. به تبعیت از این، رله‌های قاب القایی می‌توانند طراحی شوند تا نیروی گردان حداکثری را در زمانی که θ = ۰ یا ۳۰ درجه، ۴۵ درجه یا ۶۰ درجه تولید کنند.
رله‌هایی که طوری طراحی شده‌اند که حداکثر نیروی گردان را در θ = ۰ تولید کنند، رله‌های قدرت قاب القایی P هستند.
رله‌هایی که حداکثر نیروی گردان را در زمانی که θ = ۴۵ درجه یا ۶۰ درجه تولید می‌کنند، برای محافظت جهت‌دار استفاده می‌شوند.

رله‌های قاب القایی نوع واکنش و MHO

با تغییر در ترتیب سیم‌پیچ‌های ولتاژ و جریان و زاویه اختلاف فاز بین پویایی‌های مختلف، رله قاب القایی می‌تواند برای اندازه‌گیری واکنش خالص یا قابلیت اتصال طراحی شود. چنین مشخصاتی در جلسه‌ای درباره رله‌های فاصله الکترومغناطیسی به طور جزئی‌تر بحث می‌شوند.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.