Mi az indukciós feszültségállító?

Mi az indukciós feszültségállító?

Definíció: Az indukciós feszültségállító egy olyan elektromos gép, amelynek kimeneti feszültsége beállítható, nullától a megadott maximális értékig. Ez a tartomány függ a primáris és szekunder hurok arányától. A primáris hurok kapcsolódik a feszültségállítást igénylő áramkörhöz, míg a szekunder hurok sorba van kapcsolva ugyanazzal.

Indukciós feszültségállító típusai

Az indukciós feszültségállítók két fő típusba oszthatók: az egyfázisú indukciós feszültségállító és a háromfázisú indukciós feszültségállító.

Egyfázisú indukciós feszültségállító

Az egyfázisú indukciós feszültségállító séma rajza az alábbi ábrán látható. A primáris hurok csatlakoztatva van az egyfázisú tápegységhez, míg a szekunder hurok sorba van kapcsolva a kimeneti vezetékekkel.

Ebben a rendszerben egy alternatív mágneses folyamat keletkezik. Amikor a két hurok tengelyei egybeillenek, a primáris hurokból eredő teljes mágneses folyamot a szekunder hurokkal köti. Ennek eredményeként a szekunder hurokon a maximális feszültség keletkezik.

Amikor a rotor 90°-kal forog, a primáris folyamat semmilyen része nem kapcsolódik a szekunder hurokkal; tehát a szekunder hurokon nincs folyamat. Ha a rotor tovább forog ezen ponton túl, a szekunderben indukált elektromotív erő (emf) iránya negatív lesz. Ennek eredményeként a szabályozó vagy hozzáad, vagy kivonja a kör feszültségét, attól függően, hogy a két hurok relatív elhelyezkedése a szabályozóban mennyire változik.

Az egyfázisú feszültségállító nem okoz fáziseltolódást. A primáris hurokok a laminált hengeres mag felületén található lyukakban vannak telepítve. Mivel viszonylag kis áramot visznek, kis vezeték kereteik van. A szabályozó rotorában kompenzáló hurokok, más néven tertiáris hurokok is találhatók.

A kompenzáló hurokok mágneses tengelye mindig 90°-kal eltér a primáris hurokoktól. Ez a konfiguráció ellensúlyozza a szekunder hurokok által okozott kedvezőtlen soros reaktancia hatását. A szekunder hurokok, amelyek sorba vannak kapcsolva a kimeneti vezetékekkel, nagyobb vezetékterület miatt a státorkerék lyukakban helyezkednek el.

Háromfázisú indukciós feszültségállító

A háromfázisú indukciós feszültségállítók három primáris és három szekunder hurokkal rendelkeznek, amelyek 120°-kal vannak elhelyezve egymáshoz képest. A primáris hurokok a laminált rotor mag lyukainak benne vannak, és háromfázisú AC tápegységre vannak csatlakoztatva. A szekunder hurokok a laminált státorkerék lyukain belül vannak, és sorba vannak kapcsolva a terheléssel.

A szabályozónak nem szükséges külön primáris és kompenzáló hurok. Ez azért van, mert a szabályozó minden szekunder huroka mágnesesen kapcsolódik egy vagy több primáris hurokkal a szabályozóban. Ebben a típusú szabályozóban állandó nagyságú forgó mágneses mező jön létre. Ennek eredményeként a szekunder hurokon indukált feszültség is állandó nagyságú. Azonban a szabályozó fázisei változnak a rotor pozíciójának a státorkerékhez való viszonya szerint.

Az indukciós szabályozó fázorajza az alábbi ábrán látható. Itt (V1) a tápfeszültséget jelöli, (Vr) a szekunderben indukált feszültséget, és (V2) a fázisonkénti kimeneti feszültséget. A kimeneti feszültség a tápfeszültség és az indukált feszültség fázorösszege bármilyen rotor eltolódási szög esetén θ.

Ennek eredményeként a végeredmény görbéje egy kör. Ez a kör a tápfeszültség vektora végére rajzolódik, és sugara (Vr). A maximális kimeneti feszültség akkor érhető el, ha az indukált feszültség fázisszinkronizált a tápfeszültséggel. Fordítva, a minimális kimeneti feszültség akkor érhető el, ha az indukált feszültség antifázisban van a tápfeszültséggel.

A teljes fázorajz a háromfázisú esetre az alábbi ábrán látható. Az A, B, C címkével ellátott terminálok a bemeneti terminálok, míg az a, b, c címkével ellátott terminálok a kimeneti terminálok az indukciós szabályozónál. A táp és a kimeneti vonalfeszültség csak a maximális növelési és minimális csökkentési pozíciókban van fázisszinkronizált. Minden más pozícióban a tápvonalfeszültség és a kimeneti feszültség között fáziseltolódás létezik.