Zasada działania konstrukcji i rodzaje indukcyjnego przekładnika kubeczkowego

Przekaźnik indukcyjny typu kubek

Ten przekaźnik to nic innego jak wersja przekaźnika dyskowego z indukcją. Przekaźnik indukcyjny typu kubek działa na tym samym zasadzie co przekaźnik dyskowy z indukcją. Podstawowa konstrukcja tego przekaźnika jest podobna do czteropolowej lub ośmiopolowej maszyny indukcyjnej. Liczba pol w przekaźniku ochronnym zależy od liczby cewek, które mają być pomieszczone. Rysunek przedstawia czteropolowy przekaźnik indukcyjny typu kubek.
W rzeczywistości, gdy dysk przekaźnika indukcyjnego zostanie zastąpiony aluminiowym kubkiem, bezwładność obrotowego układu przekaźnika znacznie się zmniejsza. Dzięki niskiej bezwładności mechanicznej, prędkość działania przekaźnika indukcyjnego typu kubek jest znacznie wyższa niż przekaźnika dyskowego. Ponadto, system wypukłych pol jest zaprojektowany tak, aby zapewnić maksymalną moment obrotowy na jednostkę wejściową VA.

W czteropolowym układzie, pokazanym w naszym przykładzie, prądy wirowe powstające w kubku z powodu jednej pary pol, bezpośrednio pojawiają się pod drugą parą pol. To sprawia, że moment obrotowy na jednostkę VA tego przekaźnika wynosi około trzy razy więcej niż w przypadku przekaźnika dyskowego z elektromagnesem w kształcie litery C. Jeśli nasycenie magnetyczne pol można uniknąć poprzez projekt, charakterystyka pracy przekaźnika może być liniowa i dokładna w szerokim zakresie działania.

Zasada działania przekaźnika indukcyjnego typu kubek

Jak już wcześniej mówiliśmy, zasada działania przekaźnika indukcyjnego typu kubek, jest taka sama jak w przypadku maszyny indukcyjnej. Powstaje obrótne pole magnetyczne produkowane przez różne pary pol. W konstrukcji czteropolowej obie pary pol są zasilane z tego samego transformatora prądowego, ale faza różnica między prądami dwóch par pol wynosi 90 stopni; Jest to osiągane poprzez wprowadzenie induktor w szeregu z cewką jednej pary pol, oraz poprzez wprowadzenie oporu w szeregu z cewką drugiej pary pol.

Obrótne pole magnetyczne indukuje prąd w aluminiowym kubku lub bębnie. Zgodnie z zasadą działania maszyny indukcyjnej, kubek zaczyna się obracać w kierunku obracającego się pola magnetycznego, z prędkością nieco mniejszą niż prędkość obracającego się pola magnetycznego. Aluminiowy kubek jest zamocowany do sprężyny włoskiej: W normalnych warunkach moment przywracający sprężyny jest większy niż moment odchylenia kubka. Dlatego kubek nie porusza się. Ale w przypadku awarii systemu, prąd przez cewkę jest bardzo duży, więc moment odchylenia wytworzony w kubku jest znacznie większy niż moment przywracający sprężyny, dlatego kubek zaczyna się obracać jako rotor maszyny indukcyjnej. Kontakty są zamocowane do poruszającej się części kubka do określonego kąta obrotu.

Konstrukcja przekaźnika indukcyjnego typu kubek

Magneticzny system przekaźnika jest budowany przez przyłożenie wielu okrągłych wyciętych arkuszy stali. Pola magnetyczne są wypukłe na wewnętrznej peryferii tych laminowanych arkuszy.
Cewki polowe są nawijane na te laminowane pola. Cewki polowe dwóch naprzeciwko siebie stojących pol są połączone szeregowo.
Aluminiowy kubek lub bęben, zamontowany na laminowanym rdzeniu żelaznym, jest przenoszony przez wał, którego końce pasują do ozdobionych kubków lub łożysk. Laminowane pole magnetyczne jest dostarczane wewnątrz kubka lub bębna, aby wzmocnić pole magnetyczne przecinające kubek.

Przekaźnik indukcyjny typu kubek kierunkowy lub mocy

Przekaźnik indukcyjny typu kubek jest bardzo odpowiedni dla jednostek kierunkowych lub porównujących fazę. Jest to spowodowane tym, że oprócz wrażliwości, przekaźnik indukcyjny typu kubek ma stabilny, nie drżący moment obrotowy i momenty pasożytnicze spowodowane prądem lub napięciem są małe.

W przekaźniku indukcyjnym typu kubek kierunkowym lub mocy, cewki jednej pary pol są połączone z źródłem napięcia, a cewki drugiej pary pol są połączone z źródłem prądu systemu. Dlatego, natężenie indukcji wytworzone przez jedną parę pol jest proporcjonalne do napięcia, a natężenie indukcji wytworzone przez drugą parę pol jest proporcjonalne do prądu elektrycznego.
Diagram wektorowy tego przekaźnika można przedstawić następująco,

Tutaj, w diagramie wektorowym, kąt między napięciem systemu V i prądem I wynosi θ
Natężenie indukcji wytworzone przez prąd I to φ1, które jest w fazie z I.
Natężenie indukcji wytworzone przez napięcie V, to φ2, które jest w kwadraturze z V.
Dlatego, kąt między φ1 i φ2 wynosi (90o – θ).
Stąd, jeśli moment obrotowy wytworzony przez te dwa natężenia indukcji to Td.

Gdzie, K to stała proporcjonalności.
Tutaj w tym równaniu założyliśmy, że natężenie indukcji wytworzone przez cewkę napięciową opóźnia się o 90o względem jej napięcia. Poprzez projektowanie ten kąt można doprowadzić do dowolnej wartości i uzyskać równanie momentu T = KVIcos (θ – φ), gdzie θ to kąt między V i I. Odpowiednio, przekaźniki indukcyjne typu kubek mogą być zaprojektowane tak, aby wyprodukować maksymalny moment obrotowy, gdy kąt θ = 0 lub 30o, 45o lub 60o.
Przekaźniki, które są tak zaprojektowane, że wydzielają maksymalny moment obrotowy, gdy θ = 0, to przekaźniki indukcyjne typu kubek mocy P.
Przekaźniki, które wydzielają maksymalny moment obrotowy, gdy θ = 45o lub 60o, są używane jako przekaźniki ochronne kierunkowe.

Przekaźnik indukcyjny typu kubek reaktancyjny i MHO

Manipulując ustawieniami cewek prądowych i napięciowych oraz względnymi kątami przesunięcia fazowego między różnymi natężeniami indukcji, przekaźnik indukcyjny typu kubek może być zaprojektowany do pomiaru czystej reaktancji lub admitancji. Takie cechy są omawiane bardziej szczegółowo w sesji dotyczącej elektromagnetycznych przekaźników odległościowych.

Oświadczenie: Szanuj oryginał, dobre artykuły są warte udostępniania, w przypadku naruszenia praw autorskich proszę o skontaktowanie się w celu usunięcia.