Принцип работы индукционного чашечного реле конструкция и типы

Реле с индукционной чашей

Это реле является одной из версий реле с индукционным диском. Реле с индукционной чашей работает по тому же принципу, что и реле с индукционным диском. Основная конструкция этого реле подобна четырехполюсному или восьмиполюсному индукционному двигателю. Количество полюсов в защитном реле зависит от количества обмоток, которые необходимо разместить. На рисунке показано реле с индукционной чашей на четыре полюса.
На самом деле, когда диск индукционного реле заменяется алюминиевой чашей, инерция вращающейся системы реле значительно уменьшается. Из-за низкой механической инерции скорость работы реле с индукционной чашей гораздо выше, чем у реле с индукционным диском. Кроме того, проектируемая система полюсов создана для обеспечения максимального момента на каждый ВА вход.

В четырехполюсном устройстве, показанном в нашем примере, вихревые токи, возникающие в чаше из-за одной пары полюсов, непосредственно появляются под другой парой полюсов. Это делает момент на каждый ВА этого реле примерно в три раза больше, чем у реле с индукционным диском с C-образным электромагнитом. Если магнитное насыщение полюсов можно избежать при проектировании, то характеристики работы реле можно сделать линейными и точными в широком диапазоне операций.

Принцип работы реле с индукционной чашей

Как мы уже говорили, принцип работы реле с индукционной чашей, тот же, что и у индукционного двигателя. Вращающееся магнитное поле создается различными парами полюсов поля. В четырехполюсном дизайне обе пары полюсов подключены к вторичной обмотке одного и того же трансформатора тока, но фазовый сдвиг между токами двух пар полюсов составляет 90 градусов; это достигается путем включения индуктивности последовательно с катушкой одной пары полюсов и включения резистора последовательно с катушкой другой пары полюсов.

Вращающееся магнитное поле вызывает ток в алюминиевой чаше. Согласно принципу работы индукционного двигателя, чаша начинает вращаться в направлении вращающегося магнитного поля со скоростью, немного меньшей, чем скорость вращающегося магнитного поля. Алюминиевая чаша прикреплена к волосной пружине: в нормальных условиях восстанавливающий момент пружины выше, чем отклоняющий момент чаши. Поэтому чаши нет движения. Но при неисправности системы ток через катушку очень высок, поэтому отклоняющий момент, создаваемый в чаше, намного выше, чем восстанавливающий момент пружины, и чаша начинает вращаться как ротор индукционного двигателя. Контакты, прикрепленные к движущейся части чаши, срабатывают при определенном угле вращения.

Конструкция реле с индукционной чашей

Магнитная система реле состоит из набора круглых стальных пластин. Магнитные полюсы выступают во внутренней периферии этих ламинированных пластин.
Полевые катушки намотаны на эти ламинированные полюсы. Полевые катушки двух противоположно расположенных полюсов соединены последовательно.
Алюминиевая чаша или барабан, установленный на ламинированном железном сердечнике, закреплен на шпинделе, концы которого помещены в драгоценные чашки или подшипники. Ламинированное магнитное поле расположено внутри чаши или барабана для усиления магнитного поля, пересекающего чашу.

Реле с индукционной чашей для направления или мощности

Реле с индукционной чашей отлично подходит для устройств с направлением или сравнением фаз. Это связано с тем, что, помимо чувствительности, реле с индукционной чашей имеют стабильный неподвижный момент и паразитные моменты, вызванные током или напряжением, малы.

В реле с индукционной чашей для направления или мощности, катушки одной пары полюсов подключены к источнику напряжения, а катушки другой пары полюсов подключены к источнику тока системы. Таким образом, поток, создаваемый одной парой полюсов, пропорционален напряжению, а поток, создаваемый другой парой полюсов, пропорционален электрическому току.
Векторная диаграмма этого реле может быть представлена следующим образом,

Здесь, на векторной диаграмме, угол между системным напряжением V и током I равен θ
Поток, создаваемый током I, φ1, который находится в фазе с I.
Поток, создаваемый напряжением V, φ2, который находится в квадратуре с V.
Таким образом, угол между φ1 и φ2 равен (90o – θ).
Следовательно, если момент, создаваемый этими двумя потоками, Td.

Где K — коэффициент пропорциональности.
В этом уравнении мы предположили, что поток, создаваемый катушкой напряжения, отстает от напряжения на 90o. При проектировании этот угол можно сделать любым, и получить уравнение момента T = KVIcos (θ – φ), где θ — угол между V и I. Соответственно, реле с индукционной чашей могут быть спроектированы так, чтобы создавали максимальный момент, когда угол θ = 0 или 30o, 45o или 60o.
Реле, спроектированные таким образом, что они создают максимальный момент при θ = 0, являются реле с индукционной чашей для мощности.
Реле, создающие максимальный момент, когда θ = 45o или 60o, используются как реле защиты направления.

Реле с индукционной чашей реактивного и MHO-типа

Манипулируя схемами подключения катушек тока и напряжения и относительными фазовыми углами смещения между различными потоками, реле с индукционной чашей можно настроить на измерение либо чистого реактивного сопротивления, либо проводимости. Такие характеристики подробно обсуждаются в разделе о электромагнитных расстоянии реле.

Заявление: Уважайте оригиналы, хорошие статьи стоит делиться, если есть нарушение авторских прав, пожалуйста, свяжитесь для удаления.