Что такое индуктивные регуляторы напряжения？

Что такое индукционные регуляторы напряжения?

Определение: Индукционный регулятор напряжения — это вид электрической машины. Его выходное напряжение можно регулировать, изменяя его в диапазоне от нуля до определенного максимального значения. Этот диапазон зависит от отношения числа витков первичной и вторичной обмоток. Первичная обмотка подключена к цепи, требующей регулировки напряжения, а вторичная обмотка соединена последовательно с той же цепью.

Типы индукционных регуляторов напряжения

Индукционные регуляторы напряжения в основном делятся на два типа: однофазный индукционный регулятор напряжения и трехфазный индукционный регулятор напряжения.

Однофазный индукционный регулятор напряжения

Схема однофазного индукционного регулятора напряжения представлена на рисунке ниже. Первичная обмотка подключена к однофазному источнику питания, а вторичная обмотка соединена последовательно с исходящими линиями.

В этой системе создается переменный магнитный поток. Когда оси двух обмоток совмещаются, весь магнитный поток от первичной обмотки связывается со вторичной обмоткой. В результате во вторичной обмотке индуцируется максимальное напряжение.

Когда ротор поворачивается на 90°, ни одна часть первичного магнитного потока не связана со вторичными обмотками; следовательно, во вторичных обмотках нет магнитного потока. Если ротор продолжает вращаться дальше, направление индуцируемого электродвижущегося силы (ЭДС) во вторичной обмотке становится отрицательным. В результате регулятор либо добавляет, либо вычитает из напряжения цепи, в зависимости от относительного положения двух обмоток внутри регулятора.

Однофазный регулятор напряжения не вносит никаких фазовых сдвигов. Первичные обмотки устанавливаются в пазах на поверхности ламинированного цилиндрического сердечника. Поскольку они проводят относительно малые токи, их площадь поперечного сечения проводника небольшая. Ротор регулятора включает компенсирующие обмотки, также называемые третичными обмотками.

Магнитная ось компенсирующих обмоток всегда ориентирована на 90° от оси первичных обмоток. Такая конфигурация служит для противодействия вредному эффекту последовательной реактивной составляющей вторичных обмоток. Вторичные обмотки, которые подключены последовательно с исходящей линией, расположены в пазах статора из-за их больших требований к площади поперечного сечения проводника.

Трехфазный индукционный регулятор напряжения

Трехфазные индукционные регуляторы напряжения имеют три первичные обмотки и три вторичные обмотки, которые расположены на расстоянии 120° друг от друга. Первичные обмотки помещены в пазы ламинированного роторного сердечника и подключены к трехфазному источнику переменного тока. Вторичные обмотки размещены в пазах ламинированного статорного сердечника и подключены последовательно с нагрузкой.

Регулятор не требует отдельных первичных и компенсирующих обмоток. Это связано с тем, что каждая вторичная обмотка регулятора магнитно связана с одной или несколькими первичными обмотками внутри регулятора. В этом типе регулятора создается вращающееся магнитное поле постоянной величины. В результате напряжение, индуцируемое во вторичной обмотке, также имеет постоянную величину. Однако фазы регулятора изменяются в соответствии с изменением положения ротора относительно статора.

Фазовая диаграмма индукционного регулятора показана на рисунке выше. Здесь (V1) представляет собой напряжение питания, (Vr) — напряжение, индуцируемое во вторичной обмотке, а (V2) обозначает выходное напряжение по фазе. Выходное напряжение получается как фазовая сумма напряжения питания и индуцированного напряжения при любом угле смещения ротора θ.

В результате, траектория результата является окружностью. Эта окружность строится с центром, расположенным на конце вектора напряжения питания, и радиусом, равным (Vr). Максимальное выходное напряжение достигается, когда индуцированное напряжение находится в фазе с напряжением питания. Наоборот, минимальное выходное напряжение достигается, когда индуцированное напряжение находится в противофазе с напряжением питания.

Полная фазовая диаграмма для трехфазного случая показана на рисунке ниже. Терминалы, обозначенные A, B и C, являются входными терминалами, а a, b и c — выходными терминалами индукционного регулятора. Напряжение питания и выходное линейное напряжение находятся в фазе только при максимальном увеличении и минимальном уменьшении. Для всех остальных положений существует фазовый сдвиг между напряжением питания и выходным напряжением.