Τι είναι οι Ρυθμιστές Τάσης Επαγωγής；

Τι είναι οι Ρυθμιστές Τάσης Ανάγκης;

Ορισμός: Ο ρυθμιστής τάσης ανάγκης είναι ένα είδος ηλεκτρικού μηχανήματος. Η εξόδου τάση του μπορεί να προσαρμοστεί, κυμαίνονταν από μηδέν έως μια συγκεκριμένη μέγιστη τιμή. Αυτό το εύρος εξαρτάται από το λόγο των βρόχων μεταξύ των πρωτογενών και δευτερογενών βίτσων. Οι πρωτογενείς βίτσες είναι συνδεδεμένες με το περιβάλλον που απαιτεί ρύθμιση τάσης, ενώ οι δευτερογενείς βίτσες είναι συνδεδεμένες σε σειρά με το ίδιο.

Τύποι Ρυθμιστών Τάσης Ανάγκης

Οι ρυθμιστές τάσης ανάγκης κατατάσσονται κυρίως σε δύο τύπους: τον μονοφασικό ρυθμιστή τάσης ανάγκης και τον τριφασικό ρυθμιστή τάσης ανάγκης.

Μονοφασικός Ρυθμιστής Τάσης Ανάγκης

Ο σχηματικός διάγραμμας ενός μονοφασικού ρυθμιστή τάσης ανάγκης παρουσιάζεται στο παρακάτω σχήμα. Οι πρωτογενείς βίτσες είναι συνδεδεμένες με τη μονοφασική πηγή ενέργειας, ενώ οι δευτερογενείς βίτσες είναι συνδεδεμένες σε σειρά με τις εξερχόμενες γραμμές.

Σε αυτό το σύστημα, παράγεται εναλλακτική μαγνητική φωτεινότητα. Όταν οι άξονες των δύο βίτσων συμπίπτουν, όλη η μαγνητική φωτεινότητα από τις πρωτογενείς βίτσες συνδέεται με τις δευτερογενείς βίτσες. Ως αποτέλεσμα, παράγεται η μέγιστη τάση στις δευτερογενείς βίτσες.

Όταν ο ρότορας περιστρέφεται κατά 90°, καμία μέρος της πρωτογενούς φωτεινότητας δεν συνδέεται με τις δευτερογενείς βίτσες, άρα δεν υπάρχει φωτεινότητα στις δευτερογενείς βίτσες. Εάν ο ρότορας συνεχίσει να περιστρέφεται πέρα από αυτό το σημείο, η κατεύθυνση της επενδυτικής ηλεκτροκινητικής δύναμης (emf) στη δευτερογενή γίνεται αρνητική. Συνεπώς, ο ρυθμιστής είτε προσθέτει είτε αφαιρεί από την τάση του περιβάλλοντος, ανάλογα με τη σχετική θέση των δύο βίτσων μέσα στον ρυθμιστή.

Ο μονοφασικός ρυθμιστής τάσης δεν εισάγει καμία μετατόπιση φάσης. Οι πρωτογενείς βίτσες είναι εγκατεστημένες σε χωρούς στην επιφάνεια του λεπτοστρωνικού κυλινδρικού πυρήνα. Επειδή μεταφέρουν σχετικά μικρά ρεύματα, έχουν μικρή επιφάνεια διατομής συνδέσμου. Ο ρότορας του ρυθμιστή περιλαμβάνει επιστροφικές βίτσες, επίσης γνωστές ως τριτογενείς βίτσες.

Ο μαγνητικός άξονας των επιστροφικών βίτσων είναι πάντα προσανατολισμένος 90° μακριά από αυτόν των πρωτογενών βίτσων. Αυτή η διάταξη συμβάλλει στην αντιστάθμιση της επιβλαβούς σειριακής αντίδρασης των δευτερογενών βίτσων. Οι δευτερογενείς βίτσες, οι οποίες είναι συνδεδεμένες σε σειρά με την εξερχόμενη γραμμή, είναι εγκατεστημένες στους χωρούς του στάτορα λόγω των μεγαλύτερων απαιτήσεων επιφάνειας διατομής του συνδέσμου.

Τριφασικός Ρυθμιστής Τάσης Ανάγκης

Οι τριφασικοί ρυθμιστές τάσης ανάγκης διαθέτουν τρεις πρωτογενείς βίτσες και τρεις δευτερογενείς βίτσες, οι οποίες είναι διατεταγμένες 120° μακριά η μία από την άλλη. Οι πρωτογενείς βίτσες είναι εγκατεστημένες στους χωρούς ενός λεπτοστρωνικού πυρήνα ρότορα και είναι συνδεδεμένες με μια τριφασική AC πηγή ενέργειας. Οι δευτερογενείς βίτσες είναι εγκατεστημένες στους χωρούς ενός λεπτοστρωνικού πυρήνα στάτορα και είναι συνδεδεμένες σε σειρά με το φορτίο.

Ο ρυθμιστής δεν απαιτεί ξεχωριστές πρωτογενείς και επιστροφικές βίτσες. Αυτό συμβαίνει επειδή κάθε δευτερογενής βίτσα του ρυθμιστή είναι μαγνητικά συνδεδεμένη με μία ή περισσότερες πρωτογενείς βίτσες μέσα στον ρυθμιστή. Σε αυτόν τον τύπο ρυθμιστή, παράγεται μια περιστρεφόμενη μαγνητική πεδίο σταθερής μεγέθου. Συνεπώς, η τάση που παράγεται στη δευτερογενή βίτσα έχει επίσης σταθερό μέγεθος. Ωστόσο, οι φάσεις του ρυθμιστή αλλάζουν σε συνάρτηση με τη μεταβολή της θέσης του ρότορα σε σχέση με τον στάτορα.

Το διάγραμμα φάσης του ρυθμιστή ανάγκης απεικονίζεται στο παραπάνω σχήμα. Εδώ, (V1) αντιπροσωπεύει την τάση εφοδιασμού, (Vr) είναι η τάση που παράγεται στη δευτερογενή, και (V2) δηλώνει την εξόδου τάση ανά φάση. Η εξόδου τάση προκύπτει ως η φάση της άθροισης της τάσης εφοδιασμού και της παραγόμενης τάσης για οποιαδήποτε γωνία μετατόπισης του ρότορα θ.

Ως αποτέλεσμα, η θέση του αποτελέσματος είναι ένας κύκλος. Αυτός ο κύκλος είναι σχεδιασμένος με το κέντρο του στην άκρη του διανυσματικού τάσης εφοδιασμού και έχει ακτίνα ίση με (Vr). Η μέγιστη εξόδου τάση επιτυγχάνεται όταν η παραγόμενη τάση είναι σε φάση με την τάση εφοδιασμού. Αντίθετα, η ελάχιστη εξόδου τάση επιτυγχάνεται όταν η παραγόμενη τάση είναι σε αντίφαση με την τάση εφοδιασμού.

Το πλήρες διάγραμμα φάσης για την τριφασική περίπτωση απεικονίζεται στο παρακάτω σχήμα. Οι κατατεθεισές A, B, και C είναι οι εισόδους, ενώ a, b, και c είναι οι εξόδους του ρυθμιστή τάσης ανάγκης. Η τάση εφοδιασμού και η εξόδου τάση είναι σε φάση μόνο στις θέσεις μέγιστης αύξησης και ελάχιστης μείωσης. Για όλες τις άλλες θέσεις, υπάρχει μια μετατόπιση φάσης μεταξύ της τάσης εφοδιασμού και της εξόδου τάσης.