O que são Reguladores de Tensão por Indução？

O que são Reguladores de Tensão por Indução?

Definição: Um regulador de tensão por indução é um tipo de máquina elétrica. Sua tensão de saída pode ser ajustada, variando de zero até um valor máximo específico. Essa faixa depende da relação de espiras entre o enrolamento primário e secundário. O enrolamento primário está ligado ao circuito que requer regulação de tensão, enquanto o enrolamento secundário está conectado em série com o mesmo.

Tipos de Reguladores de Tensão por Indução

Os reguladores de tensão por indução são principalmente categorizados em dois tipos: o regulador de tensão por indução monofásico e o regulador de tensão por indução trifásico.

Regulador de Tensão por Indução Monofásico

O diagrama esquemático de um regulador de tensão por indução monofásico é apresentado na figura abaixo. O enrolamento primário está conectado à fonte de alimentação monofásica, e o enrolamento secundário está conectado em série com as linhas de saída.

Neste sistema, é induzido um fluxo magnético alternado. Quando os eixos dos dois enrolamentos se alinham, todo o fluxo magnético do enrolamento primário se liga ao enrolamento secundário. Como resultado, a tensão máxima é induzida no enrolamento secundário.

Quando o rotor é girado por 90º, nenhuma parte do fluxo primário se liga aos enrolamentos secundários; portanto, não há fluxo nos enrolamentos secundários. Se o rotor continuar a girar além desse ponto, a direção da força eletromotriz (fem) induzida no secundário torna-se negativa. Consequentemente, o regulador adiciona ou subtrai da tensão do circuito, dependendo da orientação relativa dos dois enrolamentos dentro do regulador.

O regulador de tensão monofásico não introduz nenhum deslocamento de fase. Os enrolamentos primários são instalados em ranhuras na superfície do núcleo cilíndrico laminado. Como eles carregam correntes relativamente pequenas, têm uma área seccional de condutor pequena. O rotor do regulador incorpora enrolamentos compensadores, também referidos como enrolamentos terciários.

O eixo magnético dos enrolamentos compensadores está sempre orientado a 90º do eixo dos enrolamentos primários. Esta configuração serve para contrabalançar o efeito prejudicial da reatância série dos enrolamentos secundários. Os enrolamentos secundários, que estão conectados em série com a linha de saída, estão localizados nas ranhuras do estator devido às suas maiores necessidades de área de condutor.

Regulador de Tensão por Indução Trifásico

Os reguladores de tensão por indução trifásicos possuem três enrolamentos primários e três enrolamentos secundários, espaçados 120º uns dos outros. Os enrolamentos primários são colocados nas ranhuras de um núcleo de rotor laminado e estão conectados a uma fonte de alimentação CA trifásica. Os enrolamentos secundários estão alojados nas ranhuras de um núcleo de estator laminado e estão conectados em série com a carga.

O regulador não necessita de enrolamentos primários e compensadores separados. Isso ocorre porque cada enrolamento secundário do regulador está magneticamente ligado a um ou mais enrolamentos primários dentro do regulador. Neste tipo de regulador, é gerado um campo magnético rotativo de magnitude constante. Como resultado, a tensão induzida no enrolamento secundário também tem uma magnitude constante. No entanto, as fases do regulador mudam de acordo com a variação da posição do rotor em relação ao estator.

O diagrama fasorial do regulador de indução é ilustrado na figura acima. Aqui, (V1) representa a tensão de alimentação, (Vr) é a tensão induzida no secundário, e (V2) denota a tensão de saída por fase. A tensão de saída é derivada como a soma fasorial da tensão de alimentação e da tensão induzida para qualquer ângulo de deslocamento do rotor θ.

Consequentemente, o locus do resultante é um círculo. Este círculo é traçado com seu centro localizado na ponta do vetor de tensão de alimentação e tem um raio igual a (Vr). A tensão de saída máxima é alcançada quando a tensão induzida está em fase com a tensão de alimentação. Por outro lado, a tensão de saída mínima é obtida quando a tensão induzida está em anti-fase com a tensão de alimentação.

O diagrama fasorial completo para o caso trifásico é mostrado na figura abaixo. Os terminais rotulados A, B e C são os terminais de entrada, enquanto a, b e c são os terminais de saída do regulador de indução. As tensões de linha de alimentação e de saída estão em fase apenas nas posições de impulsionamento máximo e redução mínima. Para todas as outras posições, existe um deslocamento de fase entre a tensão de linha de alimentação e a tensão de saída.