Peralatan Ralai Elektromagnetik | Jenis-jenis Ralai Elektromagnetik
Elektromagnet Relay
Elektromagnet relay adalah relay yang dioperasikan oleh tindakan elektromagnet. Relay perlindungan elektrik moden sebagian besar berbasis mikroprosesor, tetapi relay elektromagnet masih mempertahankan tempatnya. Akan membutuhkan waktu yang lebih lama untuk menggantikan semua relay elektromagnet dengan relay statis berbasis mikroprosesor. Jadi, sebelum membahas detail sistem relay perlindungan, kita harus meninjau berbagai jenis relay elektromagnet.
Kerja Elektromagnet Relay
Secara praktis, semua perangkat relai didasarkan pada satu atau lebih dari jenis relay elektromagnet berikut.
Pengukuran magnitud,
Perbandingan,
Pengukuran rasio.
Prinsip kerja relay elektromagnet didasarkan pada beberapa prinsip dasar. Bergantung pada prinsip kerja, ini dapat dibagi menjadi jenis-jenis relay elektromagnet berikut.
Relay tipe armatur tarik,
Relay tipe cakram induksi,
Relay tipe cawan induksi,
Relay tipe balok seimbang,
Relay tipe kumparan gerak,
Relay tipe besi gerak terpolarisasi.
Relay Tipe Armatur Tarik
Relay tipe armatur tarik adalah yang paling sederhana baik dalam konstruksi maupun prinsip kerjanya. Jenis relay elektromagnet ini dapat digunakan sebagai relay magnitud atau relay rasio. Relay ini digunakan sebagai relay bantu, relay kontrol, over arus, under arus, over tegangan, under tegangan dan relay pengukur impedansi.
Konstruksi engsel armatur dan plunger adalah yang paling umum digunakan untuk jenis-jenis relay elektromagnet ini. Di antara dua desain konstruksi, tipe engsel armatur lebih sering digunakan.
Kita tahu bahwa gaya yang diberikan pada sebuah armatur berbanding lurus dengan kuadrat dari fluks magnetik di celah udara. Jika kita abaikan efek saturasi, persamaan untuk gaya yang dialami oleh armatur dapat dinyatakan sebagai,
Di mana, F adalah gaya bersih, K’ adalah konstan, I adalah arus RMS kumparan armatur, dan K’ adalah gaya penahan.
Syarat ambang batas untuk operasi relay akan dicapai ketika KI2 = K’.
Jika kita perhatikan persamaan di atas dengan cermat, akan disadari bahwa operasi relay bergantung pada konstanta K’ dan K untuk nilai tertentu dari arus kumparan.
Dari penjelasan dan persamaan di atas, dapat disimpulkan bahwa, operasi relay dipengaruhi oleh
Ampere – putaran yang dihasilkan oleh kumparan operasi relay,
Ukuran celah udara antara inti relay dan armatur,
Gaya penahan pada armatur.
Konstruksi Relay Tipe Tarik
Relay ini pada dasarnya adalah kumparan elektromagnetik sederhana, dan sebuah plunger berengsel. Setiap kali kumparan tersebut menjadi terenergi, plunger tersebut akan tertarik ke inti kumparan. Beberapa kontak NO-NC (Normal Terbuka dan Normal Tertutup) disusun secara mekanis dengan plunger ini, sehingga, kontak NO menjadi tertutup dan kontak NC menjadi terbuka pada akhir pergerakan plunger. Secara normal, relay tipe armatur tarik adalah relay yang dioperasikan DC. Kontak-kontak tersebut disusun sedemikian rupa, sehingga, setelah relay dioperasikan, kontak-kontak tersebut tidak dapat kembali ke posisi semula bahkan setelah armatur tidak terenergi. Setelah operasi relay, jenis-jenis relay elektromagnet ini direset secara manual.
Relay tipe armatur tarik karena konstruksi dan prinsip kerjanya, bersifat instantaneous
dalam operasinya.
Relay Tipe Cakram Induksi
Relay tipe cakram induksi terutama terdiri dari satu cakram berputar.
Kerja Relay Tipe Cakram Induksi
Setiap relay tipe cakram induksi bekerja berdasarkan prinsip Ferrari yang sudah dikenal. Prinsip ini menyatakan, torsi dihasilkan oleh dua fluks yang terpisah fase, yang proporsional dengan hasil kali magnitud mereka dan pergeseran fasa antara mereka. Secara matematis dapat dinyatakan sebagai-
Relay tipe cakram induksi didasarkan pada prinsip yang sama seperti ammeter atau voltmeter, atau wattmeter atau watthour meter. Dalam relay induksi, torsi defleksi dihasilkan oleh arus eddy dalam cakram aluminium atau tembaga oleh fluks dari elektromagnet AC. Di sini, sebuah cakram aluminium (atau tembaga) diletakkan di antara kutub magnet AC yang menghasilkan fluks φ yang tertinggal dari I dengan sudut kecil. Sebagai fluks ini terhubung dengan cakram, harus ada emf E2 yang tertinggal dari fluks φ sebesar 90o. Karena cakram murni resistif, arus yang diinduksi dalam cakram I2 akan sefase dengan E2. Sebagai sudut antara φ dan I2 adalah 90o, torsi bersih yang dihasilkan dalam kasus tersebut adalah nol. Sebagai,
Untuk mendapatkan torsi dalam relay tipe cakram induksi, perlu untuk menghasilkan medan rotasi.
Metode Pole Shading untuk Menghasilkan Torsi dalam Relay Tipe Cakram Induksi
Dalam metode ini, setengah dari kutub dikelilingi dengan cincin tembaga seperti yang ditunjukkan. Misalkan φ1 adalah fluks bagian tak tertutup dari kutub. Sebenarnya total fluks dibagi menjadi dua bagian yang sama ketika kutub dibagi menjadi dua bagian oleh slot.
Sebagai salah satu bagian dari kutub ditutupi oleh cincin tembaga, akan ada arus yang diinduksi dalam cincin penutup yang akan menghasilkan fluks lain φ2‘ dalam kutub tertutup. Jadi, fluks hasil dari kutub tertutup akan menjadi jumlah vektor dari φ1 dan φ2. Katakanlah itu adalah φ2, dan sudut antara φ1 dan φ2 adalah θ. Dua fluks ini akan menghasilkan torsi hasil,
Ada tiga jenis bentuk cakram berputar yang tersedia untuk relay tipe cakram induksi. Mereka adalah spiral, bulat, dan vas, seperti yang ditunjukkan. Bentuk spiral dilakukan untuk mengkompensasi gaya tahanan pegas kendali yang melilit saat cakram berputar untuk menutup kontaknya. Untuk sebagian besar desain, cakram mungkin berputar hingga 280o. Selanjutnya, kontak bergerak pada geser cakram ditempatkan sedemikian rupa sehingga bertemu dengan kontak stasioner pada rangka relay saat bagian radius terbesar cakram berada di bawah elektromagnet. Ini dilakukan untuk memastikan tekanan kontak yang memadai dalam relay tipe cakram induksi.
Dimana operasi kecepatan tinggi diperlukan, seperti dalam perlindungan diferensial, perjalanan sudut cakram sangat terbatas dan karenanya jenis lingkaran atau bahkan vane
dapat digunakan dalam relay elektromagnetik tipe cakram induksi.
Sometimes it is required that operation of an induction disc type relay should be done after successful operation of another relay. Such as inter locked over current relays are generally used for generator and bus bar protection. In that case, the shading band is replaced by a shading coil. Two ends of that shading coil are brought out across a normally open contact of other control device or relay. Whenever the latter is operated the normally open contact is closed and makes the shading coil short circuited. Only after that the over current relay disc starts rotating.
One can also change the time/current characteristics of an induction disc type relay, by deploying variable resistance arrangement to the
