Co to jest indukcyjne regulatory napięcia?

Co to są regulatory napięcia indukcyjne?

Definicja: Regulator napięcia indukcyjny to rodzaj urządzenia elektrycznego. Jego napięcie wyjściowe można dostosować w zakresie od zera do określonej maksymalnej wartości. Ten zakres zależy od stosunku liczby zwitków między cewką pierwotną i wtórną. Cewka pierwotna jest połączona z obwodem, który wymaga regulacji napięcia, podczas gdy cewka wtórna jest połączona szeregowo z tym samym obwodem.

Rodzaje regulatorów napięcia indukcyjnych

Regulatory napięcia indukcyjne dzielą się głównie na dwa typy: regulator napięcia indukcyjny jednofazowy i regulator napięcia indukcyjny trójfazowy.

Jednofazowy regulator napięcia indukcyjny

Schemat regulatora napięcia indukcyjnego jednofazowego przedstawiony jest na poniższym rysunku. Cewka pierwotna jest połączona z zasilaniem jednofazowym, a cewka wtórna jest połączona szeregowo z liniami wyjściowymi.

W tym układzie powstaje napęd magnetyczny przemienny. Gdy osie obu zwitek są wyrównane, cały strumień magnetyczny z cewki pierwotnej wiąże się z cewką wtórną. W rezultacie w cewce wtórnej indukuje się maksymalne napięcie.

Gdy rotor obraca się o 90°, żadna część strumienia magnetycznego z cewki pierwotnej nie jest związana z cewkami wtórnymi; w związku z tym, w cewkach wtórnych nie ma strumienia magnetycznego. Jeśli rotor kontynuuje obrót po tej pozycji, kierunek indukowanej siły elektromotorycznej (emf) w cewce wtórnej staje się ujemny. W konsekwencji, regulator dodaje lub odejmuje napięcie z obwodu, w zależności od wzajemnej orientacji dwóch zwitek w regulatorze.

Regulator napięcia jednofazowy nie wprowadza żadnej przesunięcia fazowego. Cewki pierwotne są zamontowane w szczelinach na powierzchni laminowanego rdzenia cylindrycznego. Ponieważ przeprowadzają one stosunkowo małe prądy, mają małą przekrój przewodnika. Rotor regulatora zawiera cewki kompensacyjne, również nazywane cewkami trzeciego stopnia.

Oś magnetyczna cewek kompensacyjnych jest zawsze skierowana pod kątem 90° względem osi cewek pierwotnych. Ta konfiguracja służy do zniwelowania szkodliwego efektu reaktywności szeregowej cewek wtórnych. Cewki wtórne, które są połączone szeregowo z linią wyjściową, są umieszczone w szczelinach statora ze względu na większe wymagania co do przekroju przewodnika.

Trójfazowy regulator napięcia indukcyjny

Regulatory napięcia indukcyjne trójfazowe mają trzy cewki pierwotne i trzy cewki wtórne, które są rozmieszczone co 120° względem siebie. Cewki pierwotne są umieszczone w szczelinach laminowanego rdzenia rotora i są połączone z zasilaniem AC trójfazowym. Cewki wtórne są zamontowane w szczelinach laminowanego rdzenia statora i są połączone szeregowo z obciążeniem.

Regulator nie wymaga osobnych cewek pierwotnych i kompensacyjnych. Wynika to z faktu, że każda cewka wtórna regulatora jest magnetycznie połączona z jedną lub więcej cewkami pierwotnymi w regulatorze. W tym typie regulatora generowany jest obracający się pole magnetyczne o stałej amplitudzie. W rezultacie, napięcie indukowane w cewce wtórnej ma również stałą amplitudę. Jednak fazy regulatora zmieniają się w zależności od zmiany położenia rotora względem statora.

Diagram fazowy regulatora indukcyjnego przedstawiony jest na powyższym rysunku. Tutaj, (V1) oznacza napięcie zasilające, (Vr) to napięcie indukowane w cewce wtórnej, a (V2) oznacza napięcie wyjściowe na fazę. Napięcie wyjściowe wynika z sumy wektorowej napięcia zasilającego i indukowanego napięcia dla dowolnego kąta przesunięcia rotora θ.

W rezultacie, tor wynikowy tworzy okrąg. Ten okrąg jest narysowany ze środkiem znajdującym się na końcu wektora napięcia zasilającego i ma promień równy (Vr). Maksymalne napięcie wyjściowe osiągane jest, gdy napięcie indukowane jest w fazie z napięciem zasilającym. Z kolei minimalne napięcie wyjściowe uzyskane jest, gdy napięcie indukowane jest w antyfazie z napięciem zasilającym.

Pełny diagram fazowy dla przypadku trójfazowego przedstawiony jest na poniższym rysunku. Terminale oznaczone A, B, i C są wejściowymi terminałami, podczas gdy a, b, i c są wyjściowymi terminalami regulatora indukcyjnego. Napięcie zasilające i napięcie liniowe wyjściowe są w fazie tylko w pozycjach maksymalnego wzrostu i minimalnego spadku. Dla wszystkich innych pozycji istnieje przesunięcie fazowe między napięciem liniowym zasilania a napięciem wyjściowym.