Qu'est-ce que les régulateurs de tension à induction ?

Qu'est-ce qu'un régulateur de tension à induction？

Définition : Un régulateur de tension à induction est un type de machine électrique. Sa tension de sortie peut être ajustée, allant de zéro jusqu'à une valeur maximale spécifique. Cette plage dépend du rapport de spires entre les enroulements primaire et secondaire. L'enroulement primaire est connecté au circuit nécessitant une régulation de tension, tandis que l'enroulement secondaire est connecté en série avec le même.

Types de régulateurs de tension à induction

Les régulateurs de tension à induction sont principalement classés en deux types : le régulateur de tension à induction monophasé et le régulateur de tension à induction triphasé.

Régulateur de tension à induction monophasé

Le schéma d'un régulateur de tension à induction monophasé est présenté dans la figure ci-dessous. L'enroulement primaire est connecté à travers l'alimentation monophasée, et l'enroulement secondaire est connecté en série avec les lignes sortantes.

Dans ce système, un flux magnétique alternatif est induit. Lorsque les axes des deux enroulements s'alignent, tout le flux magnétique de l'enroulement primaire est lié à l'enroulement secondaire. En conséquence, la tension maximale est induite dans l'enroulement secondaire.

Lorsque le rotor est tourné de 90°, aucune partie du flux primaire n'est liée aux enroulements secondaires ; par conséquent, aucun flux n'est présent dans les enroulements secondaires. Si le rotor continue à tourner au-delà de ce point, la direction de la force électromotrice (fem) induite dans le secondaire devient négative. Par conséquent, le régulateur ajoute ou soustrait à la tension du circuit, selon l'orientation relative des deux enroulements à l'intérieur du régulateur.

Le régulateur de tension monophasé ne provoque aucun décalage de phase. Les enroulements primaires sont installés dans des fentes sur la surface du noyau cylindrique stratifié. Comme ils transportent des courants relativement faibles, ils ont une section transversale de conducteur réduite. Le rotor du régulateur comprend des enroulements compensateurs, également appelés enroulements tertiaires.

L'axe magnétique des enroulements compensateurs est toujours orienté à 90° de celui des enroulements primaires. Cette configuration vise à contrer l'effet nuisible de la réactance en série des enroulements secondaires. Les enroulements secondaires, qui sont connectés en série avec la ligne sortante, sont situés dans les fentes du stator en raison de leurs besoins en surface de conducteur plus importants.

Régulateur de tension à induction triphasé

Les régulateurs de tension à induction triphasés comportent trois enroulements primaires et trois enroulements secondaires, espacés de 120° les uns des autres. Les enroulements primaires sont placés dans les fentes d'un noyau de rotor stratifié et sont connectés à une alimentation triphasée AC. Les enroulements secondaires sont logés dans les fentes d'un noyau de stator stratifié et sont connectés en série avec la charge.

Le régulateur n'a pas besoin d'enroulements primaires et compensateurs séparés. Cela est dû au fait que chaque enroulement secondaire du régulateur est magnétiquement lié à un ou plusieurs enroulements primaires à l'intérieur du régulateur. Dans ce type de régulateur, un champ magnétique rotatif de magnitude constante est généré. Par conséquent, la tension induite dans l'enroulement secondaire a également une magnitude constante. Cependant, les phases du régulateur changent en fonction de la variation de la position du rotor par rapport au stator.

Le diagramme vectoriel du régulateur d'induction est représenté dans la figure ci-dessus. Ici, (V1) représente la tension d'alimentation, (Vr) est la tension induite dans le secondaire, et (V2) désigne la tension de sortie par phase. La tension de sortie est obtenue comme la somme vectorielle de la tension d'alimentation et de la tension induite pour n'importe quel angle de déplacement du rotor θ.

Par conséquent, le lieu du résultat est un cercle. Ce cercle est tracé avec son centre situé à l'extrémité du vecteur de tension d'alimentation et a un rayon égal à (Vr). La tension de sortie maximale est atteinte lorsque la tension induite est en phase avec la tension d'alimentation. À l'inverse, la tension de sortie minimale est obtenue lorsque la tension induite est en opposition de phase avec la tension d'alimentation.

Le diagramme vectoriel complet pour le cas triphasé est montré dans la figure ci-dessous. Les bornes étiquetées A, B et C sont les bornes d'entrée, tandis que a, b et c sont les bornes de sortie du régulateur d'induction. La tension d'alimentation et la tension de sortie en ligne sont en phase uniquement aux positions de boost maximum et de buck minimum. Pour toutes les autres positions, il existe un décalage de phase entre la tension d'alimentation en ligne et la tension de sortie.