Características clave de los reguladores de voltaje por inducción explicadas
Los reguladores de voltaje por inducción se clasifican en tipos de corriente alterna trifásica y monofásica.
La estructura de un regulador de voltaje por inducción trifásico es similar a la de un motor de inducción trifásico con rotor bobinado. Las principales diferencias son que el rango de rotación del rotor en un regulador de voltaje por inducción está limitado, y sus bobinados de estator y rotor están interconectados. El diagrama de conexión interna de un regulador de voltaje por inducción trifásico se muestra en la Figura 2-28(a), que ilustra solo una fase.
Cuando se aplica corriente alterna trifásica al estator del regulador de voltaje por inducción, se genera un campo magnético giratorio en el espacio entre el estator y el rotor. Este campo magnético giratorio corta tanto el bobinado del estator, induciendo un EMF en el estator, como el bobinado del rotor, induciendo un EMF en el rotor. La fase del EMF inducido en el rotor permanece constante, mientras que la fase del EMF inducido en el estator cambia a medida que gira el rotor. Dado que los bobinados del estator y del rotor están conectados juntos, el voltaje de salida es igual a la suma de los voltajes inducidos en el estator y el rotor. Debido a que la fase del voltaje del estator puede variar mediante la rotación del rotor, la magnitud del voltaje de salida total cambia en consecuencia, logrando así la regulación de voltaje.
Este principio se ilustra en la Figura 1. Como se muestra en la Figura 1, cuando el EMF inducido en el estator está en fase con el EMF inducido en el rotor, el voltaje de salida alcanza su valor máximo, que es el doble del EMF inducido individual. Cuando la diferencia de fase entre los EMFs del estator y el rotor es de 180°, el voltaje de salida se convierte en cero. Esto explica por qué el rotor de un regulador de voltaje por inducción solo necesita girar dentro de un rango angular limitado, suficiente para variar la diferencia de fase entre los EMFs inducidos en el estator y el rotor de 0° a 180°.
La estructura de un regulador de voltaje por inducción monofásico se muestra en la Figura 2. El bobinado primario se monta en el estator, y un bobinado compensador de cortocircuito se coloca perpendicular a él. El bobinado secundario en serie se encuentra en el rotor. La fuerza electromotriz del bobinado primario produce un campo magnético pulsante monofásico en el espacio entre el núcleo del estator y el rotor. A medida que el rotor gira dentro de un rango de 0° a 180°, el EMF inducido en el bobinado secundario varía, resultando en un cambio suave y sin escalones en el voltaje de salida, logrando así la regulación de voltaje.
Para prevenir vibraciones y ruido causados por sobrecargas o fuerzas magnéticas desequilibradas, el mecanismo de engranajes está equipado con pernos de seguridad y almohadillas antivibratorias elásticas.
La variación de la impedancia de cortocircuito de un regulador de voltaje por inducción es muy grande. En consecuencia, el voltaje de salida puede aumentar bruscamente si la corriente de carga disminuye repentinamente, lo cual requiere atención especial. La potencia de salida de un regulador de voltaje por inducción disminuye a medida que se reduce el voltaje de salida. Por lo tanto, se debe evitar la sobrecarga durante la operación, y la corriente de salida secundaria no debe exceder su valor nominal. Si los terminales de entrada de un regulador de voltaje por inducción quedan abiertos mientras los terminales de salida están conectados a un circuito, funciona como un inductor variable.
En un regulador de voltaje por inducción trifásico, tanto la magnitud como la fase del voltaje de salida cambian simultáneamente. Por lo tanto, los reguladores de voltaje por inducción trifásicos nunca deben operarse en paralelo.
