چه چیزی است رگولاتورهای ولتاژ القایی؟

ایندوکشن ولتاژ ریگولاتور چیست؟

تعریف: ایندوکشن ولتاژ ریگولاتور نوعی دستگاه الکتریکی است. ولتاژ خروجی آن قابل تنظیم است و می‌تواند از صفر تا مقدار ماکسیمم مشخصی متغیر باشد. این محدوده به نسبت پیچش بین سیم‌پیچ اصلی و فرعی بستگی دارد. سیم‌پیچ اصلی به مداری که نیازمند تنظیم ولتاژ است متصل می‌شود، در حالی که سیم‌پیچ فرعی به طور سری با همان مدار متصل می‌شود.

نوع‌های ایندوکشن ولتاژ ریگولاتور

ایندوکشن ولتاژ ریگولاتورها به دو نوع اصلی تقسیم می‌شوند: ریگولاتور ولتاژ ایندوکشن تک‌فاز و ریگولاتور ولتاژ ایندوکشن سه‌فاز.

ریگولاتور ولتاژ ایندوکشن تک‌فاز

نمودار سیماتیک ریگولاتور ولتاژ ایندوکشن تک‌فاز در شکل زیر نمایش داده شده است. سیم‌پیچ اصلی به منبع تک‌فاز متصل می‌شود و سیم‌پیچ فرعی به طور سری با خطوط خروجی متصل می‌شود.

در این سیستم، یک جریان مغناطیسی متناوب القاء می‌شود. وقتی محورهای دو سیم‌پیچ هم‌خط می‌شوند، تمام جریان مغناطیسی از سیم‌پیچ اصلی با سیم‌پیچ فرعی پیوند می‌خورد. بنابراین، ولتاژ ماکسیمم در سیم‌پیچ فرعی القاء می‌شود.

وقتی روتور ۹۰ درجه دوران می‌کند، هیچ بخشی از جریان مغناطیسی اصلی با سیم‌پیچ فرعی پیوند نمی‌خورد؛ بنابراین، هیچ جریان مغناطیسی در سیم‌پیچ فرعی وجود ندارد. اگر روتور ادامه دهد، جهت القاء القایی الکتروموتوری (emf) در فاز فرعی منفی می‌شود. در نتیجه، ریگولاتور یا ولتاژ مدار را افزایش می‌دهد یا کاهش می‌دهد، بسته به موقعیت نسبی دو سیم‌پیچ در داخل ریگولاتور.

ریگولاتور ولتاژ تک‌فاز هیچ تغییر فازی ایجاد نمی‌کند. سیم‌پیچ‌های اصلی در لوله‌های روی سطح هسته استوانه‌ای لامینه شده نصب می‌شوند. چون جریان‌های کوچکی را منتقل می‌کنند، مساحت مقطع رسانای آن‌ها کوچک است. روتور ریگولاتور شامل سیم‌پیچ‌های جبرانی، که به عنوان سیم‌پیچ‌های ثالث نیز شناخته می‌شوند، است.

محور مغناطیسی سیم‌پیچ‌های جبرانی همیشه ۹۰ درجه از محور سیم‌پیچ‌های اصلی دور است. این ساختار برای مقابله با اثر مضر راکتانس سری سیم‌پیچ‌های فرعی عمل می‌کند. سیم‌پیچ‌های فرعی، که به طور سری با خط خروجی متصل می‌شوند، به دلیل نیاز به مساحت بزرگتر رسانا در لوله‌های استاتور نصب می‌شوند.

ریگولاتور ولتاژ ایندوکشن سه‌فاز

ریگولاتور ولتاژ ایندوکشن سه‌فاز شامل سه سیم‌پیچ اصلی و سه سیم‌پیچ فرعی است که ۱۲۰ درجه از یکدیگر فاصله دارند. سیم‌پیچ‌های اصلی در لوله‌های هسته روتور لامینه شده قرار داده شده و به منبع AC سه‌فاز متصل می‌شوند. سیم‌پیچ‌های فرعی در لوله‌های هسته استاتور لامینه شده قرار داده شده و به طور سری با بار متصل می‌شوند.

ریگولاتور نیازی به سیم‌پیچ‌های اصلی و جبرانی جداگانه ندارد. این به این دلیل است که هر سیم‌پیچ فرعی ریگولاتور به یک یا چند سیم‌پیچ اصلی در داخل ریگولاتور مغناطیسی پیوند دارد. در این نوع ریگولاتور، یک میدان مغناطیسی چرخان با اندازه ثابت ایجاد می‌شود. بنابراین، ولتاژ القاء شده در سیم‌پیچ فرعی نیز اندازه ثابتی دارد. اما فازهای ریگولاتور با تغییر موقعیت روتور نسبت به استاتور تغییر می‌کنند.

نمودار فازی ریگولاتور ایندوکشن در شکل بالا نمایش داده شده است. در اینجا، (V1) ولتاژ تغذیه را نشان می‌دهد، (Vr) ولتاژ القاء شده در فاز فرعی است و (V2) ولتاژ خروجی هر فاز را نشان می‌دهد. ولتاژ خروجی به صورت مجموع فازی ولتاژ تغذیه و ولتاژ القاء شده برای هر زاویه تغییر مکان روتور θ بدست می‌آید.

بنابراین، محل نتیجه یک دایره است. این دایره با مرکزی که در نوک بردار ولتاژ تغذیه قرار دارد و شعاعی برابر با (Vr) رسم می‌شود. ولتاژ خروجی ماکسیمم زمانی حاصل می‌شود که ولتاژ القاء شده با ولتاژ تغذیه هم‌فاز باشد. به عبارت دیگر، ولتاژ خروجی مینیمم زمانی حاصل می‌شود که ولتاژ القاء شده با ولتاژ تغذیه ضدفاز باشد.

نمودار فازی کامل برای حالت سه‌فاز در شکل زیر نمایش داده شده است. نقاط مشخص شده با A, B و C نقاط ورودی هستند، در حالی که a, b و c نقاط خروجی ریگولاتور ایندوکشن هستند. ولتاژ خط تغذیه و ولتاژ خط خروجی فقط در موقعیت‌های ماکسیمم بوست و مینیمم باک هم‌فاز هستند. برای همه موقعیت‌های دیگر، اختلاف فازی بین ولتاژ خط تغذیه و ولتاژ خروجی وجود دارد.