Što su induktivni naponski regulatori?

Što su indukcijski naponski regulatori?

Definicija: Indukcijski naponski regulator je vrsta električnog stroja. Njegov izlazni napon može se prilagoditi u rasponu od nule do određene maksimalne vrijednosti. Taj raspon ovisi o omjeru zavojnica između primarne i sekundarne zavojnice. Primarna zavojnica povezuje se s krugom koji zahtijeva regulaciju napona, dok se sekundarna zavojnica spoji serije s istim.

Vrste indukcijskih naponskih regulatora

Indukcijski naponski regulatori glavno se klasificiraju u dvije vrste: jednofazni indukcijski naponski regulator i trofazni indukcijski naponski regulator.

Jednofazni indukcijski naponski regulator

Shematski dijagram jednofaznog indukcijskog naponskog regulatora prikazan je na slici ispod. Primarna zavojnica povezuje se s jednofaznim strujnim izvorom, a sekundarna zavojnica serijski s izlaznim vodovima.

U ovom sustavu, inducirana je alernativna magnetna fluksija. Kada se osi dvije zavojnice poravnaju, cijeli magnetni fluks iz primarne zavojnice povezuje se s sekundarnom zavojnicom. Rezultat je maksimalni napon induciran u sekundarnoj zavojnici.

Kada se rotor okreće za 90°, nijedan dio primarnog fluksa ne povezuje se s sekundarnim zavojnicama; stoga, nema fluksa u sekundarnim zavojnicama. Ako rotor nastavi okretati izvan toga, smjer inducirane elektromotornje snage (emf) u sekundarnoj postaje negativan. Tako regulator ili dodaje ili oduzima od napona u krugu, ovisno o relativnom položaju dvije zavojnice unutar regulatora.

Jednofazni naponski regulator ne uvodi nikakvu fazijsku pomaku. Primarne zavojnice su instalirane u otvorima na površini laminiranog valjkastog jezgra. Budući da nose relativno male struje, imaju malu presjeknu površinu vodiča. Rotor regulatora uključuje kompenzacijske zavojnice, također poznate kao tercijarne zavojnice.

Magnetna os kompenzacijskih zavojnica uvijek je orijentirana 90° daleko od one primarnih zavojnica. Ova konfiguracija služi da neutralizira štetni nuspojam serije reaktivnog otpora sekundarnih zavojnica. Sekundarne zavojnice, koje su serijski spojene s izlaznim vodom, smještene su u otvore statora zbog njihove veće potrebe za presjeknom površinom vodiča.

Trofazni indukcijski naponski regulator

Trofazni indukcijski naponski regulatori imaju tri primarne zavojnice i tri sekundarne zavojnice, koje su razmaknute 120° jedna od druge. Primarne zavojnice smještene su u otvore laminiranog rotorskog jezgra i povezane su s trofaznim AC strujnim izvorom. Sekundarne zavojnice smještene su u otvore laminiranog statorskog jezgra i povezane su serijski s opterećenjem.

Regulator ne zahtijeva posebne primarne i kompenzacijske zavojnice. To je zato što je svaka sekundarna zavojnica magnetski povezana s jednom ili više primarnih zavojnica unutar regulatora. U ovom tipu regulatora generira se rotirajući magnetski polje konstantne veličine. Rezultat je da napon induciran u sekundarnoj zavojnici također ima konstantnu veličinu. Međutim, faze regulatora mijenjaju se u skladu s promjenom položaja rotora u odnosu na stator.

Fazni dijagram indukcijskog regulatora prikazan je na slici iznad. Ovdje, (V1) predstavlja napajanje, (Vr) je napon induciran u sekundarnoj, a (V2) označava izlazni napon po fazi. Izlazni napon dobiva se kao fazni zbroj napajanja i induciranog napona za bilo koji kut pomaka rotora θ.

Stoga, lokus rezultanta jest kružnica. Ova kružnica nacrtana je s centrom na vrhu vektora napajanja i radijusom jednakom (Vr). Maksimalni izlazni napon dostiže se kada je inducirani napon u fazi s napajanjem. Suprotno, minimalni izlazni napon dobiva se kada je inducirani napon u antifazi s napajanjem.

Potpuni fazni dijagram za trofazni slučaj prikazan je na slici ispod. Zadaci označeni A, B i C su ulazni zadaci, dok su a, b i c izlazni zadaci indukcijskog regulatora. Napajanje i izlazni linijni naponi u fazi su samo u poziciji maksimalnog povećanja i minimalnog smanjenja. Za sve ostale pozicije, postoji fazni pomak između napajanja i izlaznog napona.