Vysvětlení klíčových funkcí indukčních napěťových stabilizátorů

Indukční napěťové regulátory jsou rozděleny na třífázové střídavé a jednofázové typy.

Struktura třífázového indukčního napěťového regulátoru je podobná struktuře třífázového vinutého rotoru. Klíčovým rozdílem je, že u indukčního napěťového regulátoru je rozsah otáčení rotoru omezen a jeho statorové a rotorové vinutí jsou propojeny. Vnitřní schématický diagram třífázového indukčního napěťového regulátoru je znázorněn na obrázku 2-28(a), který ukazuje pouze jednu fázi.

Když se třífázové střídavé proudy podávají do statoru indukčního napěťového regulátoru, vznikne v vzduchovém meziprostrství mezi statoru a rotorem rotočné magnetické pole. Toto rotočné magnetické pole prochází jak statorovým vinutím – indukuje statorové EMF – tak i rotorovým vinutím – indukuje rotorové EMF. Fáze indukového EMF v rotoru zůstává konstantní, zatímco fáze indukového EMF ve statoru se mění s otáčením rotoru. Protože jsou statorové a rotorové vinutí spojeny, výstupní napětí se rovná součtu indukových napětí ve statoru a rotoru. Protože fáze statorového napětí lze měnit otáčením rotoru, velikost celkového výstupního napětí se příslušně mění, což umožňuje regulaci napětí.

Tento princip je znázorněn na Obrázku 1. Jak je znázorněno na Obrázku 1, když je statorové indukové EMF ve fázi s rotorovým indukovým EMF, výstupní napětí dosáhne své maximální hodnoty – dvakrát vyšší než individuální indukové EMF. Když je fázový posuv mezi statorovým a rotorovým EMF 180°, výstupní napětí se stane nulové. To vysvětluje, proč rotor indukčního napěťového regulátoru potřebuje otáčet se pouze v omezeném úhlovém rozsahu – dostatečném k tomu, aby se fázový posuv mezi statorovým a rotorovým indukovým EMF mohl měnit od 0° do 180°.

Struktura jednofázového indukčního napěťového regulátoru je znázorněna na Obrázku 2. Primární vinutí je umístěno na statoru a krátkozaměřené kompenzační vinutí je rozmístěno kolmo na ně. Sekundární sériově zapojené vinutí je umístěno na rotoru. Magnetický pohonný moment primárního vinutí vytváří jednofázové pulzující magnetické pole ve vzduchovém meziprostoru jádro-stator-rotor. Když se rotor otáčí v rozsahu 0° až 180°, indukové EMF v sekundárním vinutí se mění, což vede k hladké, stupňovitě bezprostřední změně výstupního napětí a tedy k regulaci napětí.

Aby se zabránilo vibracím a hluku způsobeným přetížením nebo nerovnoměrným magnetickým tahem, je mechanismus ozubení vybaven bezpečnostními šrouby a pružnými tlumiči vibrovaní.

Variace krátkozaměřené impedanční reaktance indukčního napěťového regulátoru je velmi vysoká. Proto by mohlo dojít k náhlému zvýšení výstupního napětí, pokud by se náhlým poklesem zatížení proudu – toto vyžaduje speciální pozornost. Výkon výstupu indukčního napěťového regulátoru klesá s poklesem výstupního napětí. Proto je třeba při provozu zabránit přetížení a sekundární výstupní proud nesmí překročit jeho nominálnou hodnotu. Pokud jsou vstupní terminály indukčního napěťového regulátoru nezatíženy, zatímco výstupní terminály jsou připojeny k obvodu, slouží jako proměnný cívek.

V třífázovém indukčním napěťovém regulátoru se zároveň mění jak velikost, tak fáze výstupního napětí. Proto nikdy nesmí být třífázové indukční napěťové regulátory provozovány paralelně.