유도 컵 릴레이 작동 원리 구조 및 유형

인덕션 컵 릴레이

이 릴레이는 인덕션 디스크 릴레이의 한 버전일 뿐입니다. 인덕션 컵 릴레이는 인덕션 디스크 릴레이와 같은 원리로 작동합니다. 이 릴레이의 기본 구조는 4극 또는 8극 인덕션 모터와 같습니다. 보호 릴레이의 극수는 수용할 수 있는 권선의 수에 따라 달라집니다. 그림은 4극 인덕션 컵 릴레이를 보여줍니다.
실제로 인덕션 릴레이의 디스크를 알루미늄 컵으로 교체하면 릴레이의 회전 시스템의 관성은 크게 줄어듭니다. 낮은 기계적 관성으로 인해 인덕션 컵 릴레이의 작동 속도는 인덕션 디스크 릴레이보다 훨씬 높습니다. 또한, 최대의 토크를 얻기 위해 설계된 프로젝트드 폴 시스템이 있습니다.

우리 예에서 보여진 4극 유닛에서 한 쌍의 극에 의해 컵에 발생하는 에디 전류는 다른 쌍의 극 바로 아래에 직접 나타납니다. 이렇게 하면 이 릴레이의 VA당 토크는 C형 전자석을 가진 인덕션 디스크 타입 릴레이의 약 3배가 됩니다. 극의 자화 포화를 피하도록 설계한다면, 릴레이의 작동 특성을 넓은 범위에서 선형적이고 정확하게 만들 수 있습니다.

인덕션 컵 릴레이의 작동 원리

앞서 언급했듯이, 인덕션 컵 릴레이의 작동 원리는 인덕션 모터와 같습니다. 다양한 쌍의 필드 극들에 의해 회전 자기장이 생성됩니다. 4극 설계에서는 두 쌍의 극 모두 동일한 전류 변압기의 2차측에서 공급되지만, 두 극 쌍의 전류 사이의 위상 차이는 90도입니다. 이것은 하나의 극 쌍의 코일과 직렬로 인덕터를 삽입하고, 다른 극 쌍의 코일과 직렬로 저항을 삽입하여 수행됩니다.

회전 자기장은 알루미늄 컵에 전류를 유도합니다. 인덕션 모터의 작동 원리에 따라, 컵은 회전 자기장의 방향으로 회전 자기장의 속도보다 약간 느린 속도로 회전하기 시작합니다. 알루미늄 컵은 머리 스프링에 연결되어 있습니다: 정상 조건에서는 스프링의 복원 토크가 컵의 편향 토크보다 큽니다. 따라서 컵은 움직이지 않습니다. 그러나 시스템의 이상 상태에서는 코일을 통과하는 전류가 매우 높아, 컵에서 발생하는 편향 토크가 스프링의 복원 토크보다 훨씬 크므로, 컵은 인덕션 모터의 로터처럼 회전하기 시작합니다. 컵의 이동 부분에 연결된 접점이 특정 각도의 회전에 따라 작동합니다.

인덕션 컵 릴레이의 구조

릴레이의 자기 시스템은 여러 개의 원형 절단 강판을 붙여 구성됩니다. 자기 극은 이러한 적층 판의 내부 주변에 프로젝트됩니다.
필드 코일은 이러한 적층 극에 감겨 있습니다. 서로 마주보는 두 극의 필드 코일은 직렬로 연결됩니다.
알루미늄 컵 또는 드럼은 적층 철심에 장착되어 있으며, 축의 끝은 보석 컵이나 베어링에 맞습니다. 컵 또는 드럼 내부에는 자기장을 강화하기 위한 적층 자기장이 제공됩니다.

인덕션 컵 방향 또는 파워 릴레이

인덕션 컵 릴레이는 방향 또는 위상 비교 장치에 매우 적합합니다. 이는 민감도 외에도 인덕션 컵 릴레이가 안정적인 비진동 토크와 전류 또는 전압만으로 인한 부수적인 토크가 작기 때문입니다.

인덕션 컵 방향 또는 파워 릴레이에서, 한 쌍의 극의 코일은 전압 소스에 연결되고, 다른 쌍의 극의 코일은 시스템의 전류 소스에 연결됩니다. 따라서 한 쌍의 극에 의해 생성되는 자속은 전압에 비례하고, 다른 쌍의 극에 의해 생성되는 자속은 전류에 비례합니다.
이 릴레이의 벡터 다이어그램은 다음과 같이 표현될 수 있습니다,

여기서 벡터 다이어그램에서 시스템 전압 V와 전류 I 사이의 각도는 θ입니다.
전류 I에 의해 발생한 자속 φ1은 I와 동위상입니다.
전압 V에 의해 발생한 자속 φ2은 V와 직교상입니다.
따라서 φ1과 φ2 사이의 각도는 (90o – θ)입니다.
따라서 이러한 두 자속에 의해 발생한 토크 Td는 다음과 같습니다.

여기서 K는 비례 상수입니다.
이 방정식에서 우리는 전압 코일에 의해 생성된 자속이 전압보다 90o 지연한다고 가정했습니다. 이를 통해 이 각도를 어떤 값으로 접근시킬 수 있으며, 토크 방정식 T = KVIcos(θ – φ)를 얻을 수 있습니다. 여기서 θ는 V와 I 사이의 각도입니다. 따라서 인덕션 컵 릴레이는 θ = 0 또는 30o, 45o 또는 60o에서 최대 토크를 발생하도록 설계될 수 있습니다.
θ = 0에서 최대 토크를 발생시키도록 설계된 릴레이는 P 인덕션 컵 파워 릴레이입니다.
θ = 45o 또는 60o에서 최대 토크를 발생시키는 릴레이는 방향 보호 릴레이로 사용됩니다.

반응 및 MHO 타입 인덕션 컵 릴레이

전류-전압 코일 배열과 다양한 자속 사이의 상대 위상 이동각을 조작함으로써, 인덕션 컵 릴레이는 순수 반응 또는 도전도를 측정할 수 있도록 설계될 수 있습니다. 이러한 특성은 전자기 거리 릴레이 세션에서 더 자세히 논의됩니다.

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