Що таке індукційні регулятори напруги?

Що таке індукційні регулятори напруги?

Визначення: Індукційний регулятор напруги — це вид електричної машини. Його вихідна напруга може бути налаштована, змінюючись від нуля до певного максимального значення. Цей діапазон залежить від коефіцієнта обмоток між первинною та вторинною обмотками. Первинна обмотка з'єднана з контуром, який потребує регулювання напруги, а вторинна обмотка з'єднана послідовно з тим самим.

Типи індукційних регуляторів напруги

Індукційні регулятори напруги основно розподіляються на два типи: однофазний індукційний регулятор напруги та трифазний індукційний регулятор напруги.

Однофазний індукційний регулятор напруги

Схема однофазного індукційного регулятора напруги представлена на нижньому малюнку. Первинна обмотка з'єднана через однофазне живлення, а вторинна обмотка з'єднана послідовно з виходними лініями.

У цій системі індуктується альтернативний магнітний потік. Коли осі двох обмоток співпадають, весь магнітний потік від первинної обмотки з'єднується з вториною обмоткою. В результаті, у вторинній обмотці індуктується максимальна напруга.

Коли ротор повертатиметься на 90°, жодна частина первинного потоку не буде з'єднана з вторинними обмотками; таким чином, у вторинних обмотках не буде присутній потік. Якщо ротор продовжить обертання після цієї точки, напрямок індукованої електромотивної сили (ЕМС) у вторинному стає від'ємним. Наслідком є те, що регулятор або додає, або віднімає від напруги контуру, залежно від відносного положення двох обмоток всередині регулятора.

Однофазний регулятор напруги не вводить жодного фазового зсуву. Первинні обмотки встановлені в пазах на поверхні ламінованого циліндричного сердечника. Оскільки вони проводять відносно невеликі струми, вони мають невелику площу перерізу провідника. Ротор регулятора включає компенсаційні обмотки, також відомі як третичні обмотки.

Магнітна вісь компенсаційних обмоток завжди орієнтована на 90° від первинних обмоток. Ця конфігурація призначена для протидії шкідливому серійному реактивному ефекту вторинних обмоток. Вторинні обмотки, які з'єднані послідовно з виходною лінією, розташовані в пазах статора через їх більшу площу перерізу провідника.

Трифазний індукційний регулятор напруги

Трифазні індукційні регулятори напруги мають три первинні обмотки та три вторинні обмотки, які розташовані на відстані 120° одна від одної. Первинні обмотки розташовані в пазах ламінованого роторного сердечника і з'єднані з трифазним AC-живленням. Вторинні обмотки розташовані в пазах ламінованого сердечника статора і з'єднані послідовно з навантаженням.

Регулятор не потребує окремих первинних та компенсаційних обмоток. Це тому, що кожна вторинна обмотка регулятора магнітно з'єднана з однією або більше первинними обмотками всередині регулятора. У цьому типі регулятора генерується обертовий магнітний поле постійної величини. В результаті, напруга, індукована у вторинній обмотці, також має постійну величину. Проте, фази регулятора змінюються відповідно до зміни положення ротора відносно статора.

Фазова діаграма індукційного регулятора зображена на верхньому малюнку. Тут (V1) представляє напругу живлення, (Vr) — напруга, індукована у вторинній, а (V2) — вихідна напруга на фазу. Вихідна напруга отримується як фазова сума напруги живлення та індукованої напруги для будь-якого кута переміщення ротора θ.

Наслідком цього, локус результату є коло. Це коло намальоване з центром, розташованим на кінці вектора напруги живлення, і має радіус, рівний (Vr). Максимальна вихідна напруга досягається, коли індукована напруга є в фазі з напругою живлення. Навпаки, мінімальна вихідна напруга отримується, коли індукована напруга є в антифазі з напругою живлення.

Повна фазова діаграма для трифазного випадку показана на нижньому малюнку. Термінали, позначені A, B та C, є вхідними терміналами, а a, b та c — вихідними терміналами індукційного регулятора. Напруга живлення та вихідна лінійна напруга є в фазі лише на максимальних підсилювальних та мінімальних згорткових позиціях. Для всіх інших позицій існує фазовий зсув між напругою живлення та вихідною напругою.