Apa itu Induction Voltage Regulators?

Apa itu Regulator Tegangan Induksi?

Definisi: Regulator tegangan induksi adalah jenis mesin listrik. Tegangan keluarannya dapat disesuaikan, berkisar dari nol hingga nilai maksimum tertentu. Rentang ini tergantung pada rasio putaran antara gulungan primer dan sekunder. Gulungan primer dihubungkan ke sirkuit yang memerlukan pengaturan tegangan, sementara gulungan sekunder dihubungkan secara seri dengan sirkuit yang sama.

Jenis Regulator Tegangan Induksi

Regulator tegangan induksi terutama dibagi menjadi dua jenis: regulator tegangan induksi fase tunggal dan regulator tegangan induksi tiga fase.

Regulator Tegangan Induksi Fase Tunggal

Diagram skematik regulator tegangan induksi fase tunggal ditampilkan pada gambar di bawah ini. Gulungan primer dihubungkan ke sumber daya fase tunggal, dan gulungan sekunder dihubungkan secara seri dengan kabel keluaran.

Dalam sistem ini, fluks magnetik bolak-balik diinduksi. Ketika sumbu kedua gulungan sejajar, seluruh fluks magnetik dari gulungan primer terhubung dengan gulungan sekunder. Akibatnya, tegangan maksimum diinduksi pada gulungan sekunder.

Ketika rotor diputar sebesar 90°, tidak ada bagian dari fluks primer yang terhubung dengan gulungan sekunder; oleh karena itu, tidak ada fluks yang hadir dalam gulungan sekunder. Jika rotor terus berputar melewati titik ini, arah gaya gerak listrik (emf) yang diinduksi pada sekunder menjadi negatif. Konsekuensinya, regulator menambah atau mengurangi tegangan sirkuit, tergantung pada orientasi relatif kedua gulungan dalam regulator.

Regulator tegangan fase tunggal tidak memperkenalkan pergeseran fase. Gulungan primer dipasang di slot pada permukaan inti silinder laminasi. Karena mereka membawa arus yang relatif kecil, mereka memiliki area penampang konduktor yang kecil. Rotor regulator mencakup gulungan kompensasi, juga dikenal sebagai gulungan tersier.

Sumbu magnetik gulungan kompensasi selalu berorientasi 90° jauh dari sumbu gulungan primer. Konfigurasi ini bertujuan untuk mengimbangi efek reaktansi seri yang merugikan dari gulungan sekunder. Gulungan sekunder, yang dihubungkan secara seri dengan kabel keluaran, ditempatkan di slot stator karena persyaratan area konduktor yang lebih besar.

Regulator Tegangan Induksi Tiga Fase

Regulator tegangan induksi tiga fase memiliki tiga gulungan primer dan tiga gulungan sekunder, yang diposisikan 120° satu sama lain. Gulungan primer diletakkan di slot inti rotor laminasi dan dihubungkan ke sumber daya AC tiga fase. Gulungan sekunder diletakkan di slot inti stator laminasi dan dihubungkan secara seri dengan beban.

Regulator tidak memerlukan gulungan primer dan kompensasi terpisah. Ini karena setiap gulungan sekunder regulator terhubung secara magnetis dengan satu atau lebih gulungan primer dalam regulator. Dalam jenis regulator ini, medan magnet bolak-balik dengan magnitudo yang konsisten dihasilkan. Sebagai hasilnya, tegangan yang diinduksi pada gulungan sekunder juga memiliki magnitudo yang konstan. Namun, fasa-fasa regulator berubah sesuai dengan variasi posisi rotor relatif terhadap stator.

Diagram fasor regulator induksi digambarkan pada gambar di atas. Di sini, (V1) mewakili tegangan sumber, (Vr) adalah tegangan yang diinduksi pada sekunder, dan (V2) menunjukkan tegangan keluaran per fase. Tegangan keluaran diperoleh sebagai jumlah fasor dari tegangan sumber dan tegangan yang diinduksi untuk sudut pergeseran rotor apapun θ.

Akibatnya, lokus hasilnya adalah sebuah lingkaran. Lingkaran ini digambar dengan pusatnya berada di ujung vektor tegangan sumber dan memiliki radius yang sama dengan (Vr). Tegangan keluaran maksimum dicapai ketika tegangan yang diinduksi sefasa dengan tegangan sumber. Sebaliknya, tegangan keluaran minimum diperoleh ketika tegangan yang diinduksi berlawanan fasa dengan tegangan sumber.

Diagram fasor lengkap untuk kasus tiga fase ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Terminal yang diberi label A, B, dan C adalah terminal input, sementara a, b, dan c adalah terminal output dari regulator induksi. Tegangan sumber dan tegangan garis keluaran hanya sefasa pada posisi boost maksimum dan buck minimum. Untuk semua posisi lainnya, terdapat pergeseran fase antara tegangan garis sumber dan tegangan keluaran.