Principales caractéristiques des régulateurs de tension à induction expliquées

Les régulateurs de tension à induction sont classés en types triphasés et monophasés.

La structure d'un régulateur de tension à induction triphasé est similaire à celle d'un moteur asynchrone triphasé à rotor bobiné. Les principales différences résident dans le fait que la plage de rotation du rotor dans un régulateur de tension à induction est limitée, et que les enroulements stator et rotor sont interconnectés. Le diagramme de câblage interne d'un régulateur de tension à induction triphasé est illustré dans la Figure 2-28(a), qui montre uniquement une phase.

Lorsqu'une alimentation triphasée est appliquée au stator du régulateur de tension à induction, un champ magnétique tournant est généré dans l'entrefer entre le stator et le rotor. Ce champ magnétique tournant coupe à la fois l'enroulement stator—induisant une f.e.m. stator—and l'enroulement rotor—induisant une f.e.m. rotor. La phase de la f.e.m. induite dans le rotor reste constante, tandis que la phase de la f.e.m. induite dans le stator change avec la rotation du rotor. Étant donné que les enroulements stator et rotor sont connectés ensemble, la tension de sortie est égale à la somme des tensions induites stator et rotor. Comme la phase de la tension stator peut être modifiée par la rotation du rotor, l'amplitude de la tension de sortie totale change en conséquence, permettant ainsi la régulation de tension. 

Ce principe est illustré dans la Figure 1. Comme le montre la Figure 1, lorsque la f.e.m. induite stator est en phase avec la f.e.m. induite rotor, la tension de sortie atteint sa valeur maximale—deux fois la f.e.m. induite individuelle. Lorsque la différence de phase entre les f.e.m. stator et rotor est de 180°, la tension de sortie devient nulle. Cela explique pourquoi le rotor d'un régulateur de tension à induction n'a besoin de tourner que dans une plage angulaire limitée—suffisante pour varier la différence de phase entre les f.e.m. induites stator et rotor de 0° à 180°.

La structure d'un régulateur de tension à induction monophasé est montrée dans la Figure 2. L'enroulement primaire est monté sur le stator, et un enroulement compensateur court-circuité est placé perpendiculairement à celui-ci. L'enroulement secondaire en série est situé sur le rotor. La force magnéto-motrice de l'enroulement primaire produit un champ magnétique pulsatoire monophasé dans l'entrefer du noyau stator-rotor. À mesure que le rotor tourne dans une plage de 0° à 180°, la f.e.m. induite dans l'enroulement secondaire varie, entraînant un changement lisse et continu de la tension de sortie, permettant ainsi la régulation de tension.

Pour prévenir les vibrations et les bruits causés par les surcharges ou les forces magnétiques non équilibrées, le mécanisme d'engrenage est équipé de pions de sécurité et de tampons anti-vibration élastiques.

Le rapport de variation de la tension d'impédance en court-circuit d'un régulateur de tension à induction est très élevé. Par conséquent, la tension de sortie peut augmenter brusquement si le courant de charge diminue soudainement—ce qui nécessite une attention particulière. La puissance de sortie d'un régulateur de tension à induction diminue lorsque la tension de sortie est réduite. Par conséquent, il faut éviter toute surcharge pendant l'exploitation, et le courant de sortie secondaire ne doit pas dépasser sa valeur nominale. Si les bornes d'entrée d'un régulateur de tension à induction sont laissées ouvertes tandis que les bornes de sortie sont connectées à un circuit, il fonctionne comme un inducteur variable.

Dans un régulateur de tension à induction triphasé, l'amplitude et la phase de la tension de sortie changent simultanément. Par conséquent, les régulateurs de tension à induction triphasés ne doivent jamais être opérés en parallèle.