چه چیزی است رگولاتورهای ولتاژ القایی؟

چه چیزی است که تنظیم‌کننده ولتاژ القایی نامیده می‌شود؟

تعریف: تنظیم‌کننده ولتاژ القایی نوعی دستگاه الکتریکی است. ولتاژ خروجی آن قابل تنظیم است و از صفر تا مقدار حداکثر مشخصی متغیر است. این محدوده به نسبت دوران بین سیم‌پیچ اولیه و ثانویه بستگی دارد. سیم‌پیچ اولیه به مداری که نیاز به تنظیم ولتاژ دارد متصل می‌شود، در حالی که سیم‌پیچ ثانویه به طور سری با همان مدار متصل می‌شود.

انواع تنظیم‌کننده‌های ولتاژ القایی

تنظیم‌کننده‌های ولتاژ القایی به دو نوع اصلی تقسیم‌بندی می‌شوند: تنظیم‌کننده ولتاژ القایی تک‌فاز و تنظیم‌کننده ولتاژ القایی سه‌فاز.

تنظیم‌کننده ولتاژ القایی تک‌فاز

نمودار مداری یک تنظیم‌کننده ولتاژ القایی تک‌فاز در شکل زیر نمایش داده شده است. سیم‌پیچ اولیه به منبع تغذیه تک‌فاز متصل می‌شود و سیم‌پیچ ثانویه به طور سری با خطوط خروجی متصل می‌شود.

در این سیستم، جریان مغناطیسی متناوب القاء می‌شود. وقتی محورهای دو سیم‌پیچ هم‌راستا می‌شوند، تمام جریان مغناطیسی از سیم‌پیچ اولیه با سیم‌پیچ ثانویه پیوند می‌خورد. بنابراین، ولتاژ حداکثر در سیم‌پیچ ثانویه القاء می‌شود.

وقتی روتور ۹۰ درجه چرخیده است، هیچ بخشی از جریان مغناطیسی اولیه با سیم‌پیچ ثانویه پیوند نخواهد داشت؛ بنابراین، هیچ جریان مغناطیسی در سیم‌پیچ ثانویه وجود نخواهد داشت. اگر روتور ادامه چرخش یابد، جهت القای الکتروموتوری (emf) در سیم‌پیچ ثانویه منفی می‌شود. بنابراین، تنظیم‌کننده به تبعیض موقعیت نسبی دو سیم‌پیچ در داخل تنظیم‌کننده، از ولتاژ مدار اضافه یا کم می‌کند.

تنظیم‌کننده ولتاژ تک‌فاز هیچ جابجایی فازی ایجاد نمی‌کند. سیم‌پیچ‌های اولیه در لبه‌های سطح هسته استوانه‌ای لامینه شده نصب می‌شوند. چون جریانات نسبتاً کوچکی را منتقل می‌کنند، مساحت مقطع عرضی رسانا کوچکی دارند. روتور تنظیم‌کننده شامل سیم‌پیچ‌های جبرانی نیز می‌باشد که به آنها سیم‌پیچ‌های ثالث نیز گفته می‌شود.

محور مغناطیسی سیم‌پیچ‌های جبرانی همیشه ۹۰ درجه با محور سیم‌پیچ‌های اولیه اختلاف دارد. این تنظیمات برای مقابله با اثر سری واکنش سیم‌پیچ‌های ثانویه عمل می‌کند. سیم‌پیچ‌های ثانویه که به طور سری با خطوط خروجی متصل می‌شوند، به دلیل نیاز به مساحت بزرگ‌تر رسانا در لبه‌های استاتور قرار دارند.

تنظیم‌کننده ولتاژ القایی سه‌فاز

تنظیم‌کننده‌های ولتاژ القایی سه‌فاز شامل سه سیم‌پیچ اولیه و سه سیم‌پیچ ثانویه هستند که با فاصله ۱۲۰ درجه از یکدیگر قرار دارند. سیم‌پیچ‌های اولیه در لبه‌های هسته روتور لامینه شده قرار داده شده و به یک منبع تغذیه AC سه‌فاز متصل می‌شوند. سیم‌پیچ‌های ثانویه در لبه‌های هسته استاتور لامینه شده قرار داده شده و به طور سری با بار متصل می‌شوند.

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

نمودار فازی تنظیم‌کننده القایی در شکل بالا نمایش داده شده است. در اینجا (V1) ولتاژ تغذیه را نشان می‌دهد، (Vr) ولتاژ القاء شده در سیم‌پیچ ثانویه است و (V2) ولتاژ خروجی در هر فاز را نشان می‌دهد. ولتاژ خروجی به عنوان مجموع فازی ولتاژ تغذیه و ولتاژ القاء شده برای هر زاویه جابجایی روتور θ به دست می‌آید.

بنابراین، محل نقطه نتیجه یک دایره است. این دایره با مرکزی در نوک بردار ولتاژ تغذیه و شعاعی برابر با (Vr) رسم می‌شود. ولتاژ خروجی حداکثر زمانی به دست می‌آید که ولتاژ القاء شده با ولتاژ تغذیه هم‌فاز باشد. به طور معکوس، ولتاژ خروجی حداقل زمانی به دست می‌آید که ولتاژ القاء شده با ولتاژ تغذیه ضد فاز باشد.

نمودار فازی کامل برای مورد سه‌فاز در شکل زیر نمایش داده شده است. نقاط نشان‌دهنده A، B و C نقاط ورودی هستند، در حالی که a، b و c نقاط خروجی تنظیم‌کننده القایی هستند. ولتاژ خط تغذیه و ولتاژ خط خروجی فقط در موقعیت‌های حداکثر افزایش و حداقل کاهش هم‌فاز هستند. برای تمام موقعیت‌های دیگر، اختلاف فازی بین ولتاژ خط تغذیه و ولتاژ خط خروجی وجود دارد.