Princípio de Funcionamento Construção e Tipos do Relé de Xícara Indutiva

Relé de Copa Indutiva

Este relé não é nada mais do que uma versão do relé de disco indutivo. O relé de copa indutiva funciona com o mesmo princípio do relé de disco indutivo. A construção básica deste relé é semelhante à de um motor indutivo de quatro ou oito polos. O número de polos no relé de proteção depende do número de enrolamentos a serem acomodados. A figura mostra um relé de copa indutiva de quatro polos.
Na verdade, quando se substitui o disco do relé indutivo por uma copa de alumínio, a inércia do sistema rotativo do relé é significativamente reduzida. Devido à baixa inércia mecânica, a velocidade de operação do relé de copa indutiva é muito maior do que a do relé de disco indutivo. Além disso, o sistema de polos projetado foi projetado para fornecer o torque máximo por VA de entrada.

Na unidade de quatro polos, mostrada em nosso exemplo, as correntes parasitas produzidas na copa devido a um par de polos, aparecem diretamente sob o outro par de polos. Isso faz com que o torque por VA deste relé seja cerca de três vezes maior do que o do relé de disco indutivo com eletroímã em forma de C. Se a saturação magnética dos polos puder ser evitada pelo projeto, as características de operação do relé podem ser feitas lineares e precisas para uma ampla faixa de operação.

Princípio de Funcionamento do Relé de Copa Indutiva

Como dissemos anteriormente, o princípio de funcionamento do relé de copa indutiva, é o mesmo do motor indutivo. Um campo magnético rotativo é produzido por diferentes pares de polos de campo. No design de quatro polos, ambos os pares de polos são alimentados a partir da mesma secundária do transformador de corrente, mas a diferença de fase entre as correntes dos dois pares de polos é de 90 graus; isso é feito inserindo um indutor em série com a bobina de um par de polos, e inserindo um resistor em série com a bobina do outro par de polos.

O campo magnético rotativo induz corrente na brum de alumínio ou copa. Conforme o princípio de funcionamento do motor indutivo, a copa começa a girar na direção do campo magnético rotativo, com uma velocidade ligeiramente menor do que a do campo magnético rotativo. A copa de alumínio está ligada a uma mola de cabelo: nas condições normais, o torque de restauração da mola é maior do que o torque de desvio da copa. Portanto, não há movimento da copa. Mas, durante condições de falha do sistema, a corrente através da bobina é bastante alta, portanto, o torque de desvio produzido na copa é muito maior do que o torque de restauração da mola, então a copa começa a girar como rotor de um motor indutivo. Os contatos anexados ao movimento da copa são ativados a um ângulo específico de rotação.

Construção do Relé de Copa Indutiva

O sistema magnético do relé é construído fixando várias chapas de aço cortadas circularmente. Os polos magnéticos são projetados na periferia interna dessas chapas laminadas.
As bobinas de campo são enroladas nesses polos laminados. As bobinas de campo de dois polos opostos estão conectadas em série.
A copa ou tambor de alumínio, montado em um núcleo de ferro laminado, é suportado por um eixo cujas extremidades se encaixam em xícaras ou rolamentos de joias. O campo magnético laminado é fornecido no interior da copa ou tambor para fortalecer o campo magnético cortando a copa.

Relé de Copa Indutiva Direcional ou de Potência

O relé de copa indutiva é muito adequado para unidades direcionais ou de comparação de fase. Isso ocorre porque, além da sensibilidade, o relé de copa indutiva possui torque estável e não vibratório, e os torques parasitas devido à corrente ou tensão sozinha são pequenos.

No relé de copa indutiva direcional ou de potência, as bobinas de um par de polos estão conectadas em série com a fonte de tensão, e as bobinas do outro par de polos estão conectadas com a fonte de corrente do sistema. Portanto, o fluxo produzido por um par de polos é proporcional à tensão, e o fluxo produzido pelo outro par de polos é proporcional à corrente elétrica.
O diagrama vetorial deste relé pode ser representado como segue,

Aqui, no diagrama vetorial, o ângulo entre a tensão V e a corrente I é θ
O fluxo produzido devido à corrente I é φ1 que está em fase com I.
O fluxo produzido devido à tensão V, é φ2 que está em quadratura com V.
Portanto, o ângulo entre φ1 e φ2 é (90o – θ).
Portanto, se o torque produzido por esses dois fluxos for Td.

Onde, K é a constante de proporcionalidade.
Aqui, nesta equação, assumimos que o fluxo produzido pela bobina de tensão fica 90o atrás de sua tensão. Por meio do design, esse ângulo pode ser ajustado para qualquer valor, obtendo-se uma equação de torque T = KVIcos (θ – φ), onde θ é o ângulo entre V e I. Consequentemente, os relés de copa indutiva podem ser projetados para produzir o torque máximo quando o ângulo θ = 0 ou 30o, 45o ou 60o.
Os relés que são projetados para produzir o torque máximo em θ = 0, são relés de potência de copa indutiva P.
Os relés que produzem o torque máximo quando θ = 45o ou 60o, são usados como relés de proteção direcional.

Relé de Copa Indutiva de Reatância e Tipo MHO

Manipulando os arranjos de bobinas de tensão e corrente e os ângulos de deslocamento de fase relativos entre os diversos fluxos, o relé de copa indutiva pode ser projetado para medir reatância pura ou admitância. Essas características são discutidas em detalhes numa sessão sobre relés eletromagnéticos de distância.

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