Caratteristiche principali dei regolatori di tensione a induzione spiegati
I regolatori di tensione ad induzione sono classificati in tipi trifase e monofase.
La struttura di un regolatore di tensione ad induzione trifase è simile a quella di un motore asincrono trifase con rotore avvolto. Le principali differenze sono che l'intervallo di rotazione del rotore in un regolatore di tensione ad induzione è limitato e le avvolgimenti del statore e del rotore sono interconnessi. Il diagramma di collegamento interno di un regolatore di tensione ad induzione trifase è mostrato nella Figura 2-28(a), che illustra solo una fase.
Quando la corrente trifase viene applicata allo statore del regolatore di tensione ad induzione, si genera un campo magnetico rotante nello spazio tra lo statore e il rotore. Questo campo magnetico rotante taglia sia l'avvolgimento dello statore (inducendo una f.e.m. nello statore) che l'avvolgimento del rotore (inducendo una f.e.m. nel rotore). La fase della f.e.m. indotta nel rotore rimane costante, mentre la fase della f.e.m. indotta nello statore cambia man mano che il rotore ruota. Poiché gli avvolgimenti dello statore e del rotore sono collegati insieme, la tensione di uscita è uguale alla somma delle tensioni indotte nello statore e nel rotore. Poiché la fase della tensione nello statore può essere variata dalla rotazione del rotore, la grandezza della tensione di uscita totale cambia di conseguenza, permettendo così la regolazione della tensione.
Questo principio è illustrato nella Figura 1. Come mostrato nella Figura 1, quando la f.e.m. indotta nello statore è in fase con la f.e.m. indotta nel rotore, la tensione di uscita raggiunge il suo valore massimo—due volte la f.e.m. indotta singolarmente. Quando la differenza di fase tra la f.e.m. nello statore e nel rotore è di 180°, la tensione di uscita diventa zero. Questo spiega perché il rotore di un regolatore di tensione ad induzione ha bisogno di ruotare solo all'interno di un intervallo angolare limitato—sufficiente per variare la differenza di fase tra la f.e.m. nello statore e nel rotore da 0° a 180°.
La struttura di un regolatore di tensione ad induzione monofase è mostrata nella Figura 2. L'avvolgimento primario è montato sullo statore e un avvolgimento compensativo cortocircuitato è posizionato perpendicolarmente a esso. L'avvolgimento secondario in serie è posizionato sul rotore. Il forza magnetomotrice dell'avvolgimento primario produce un campo magnetico pulsante monofase nello spazio tra lo statore e il rotore. Mentre il rotore ruota all'interno di un intervallo da 0° a 180°, la f.e.m. indotta nell'avvolgimento secondario varia, risultando in un cambiamento continuo e senza gradini della tensione di uscita, ottenendo così la regolazione della tensione.
Per prevenire vibrazioni e rumori causati da sovraccarichi improvvisi o attrazioni magnetiche diseguali, il meccanismo a ingranaggi è dotato di staffe di sicurezza e cuscinetti antivibranti elastici.
Il rapporto di variazione della tensione d'impedenza a corto circuito di un regolatore di tensione ad induzione è molto grande. Di conseguenza, la tensione di uscita potrebbe aumentare bruscamente se la corrente di carico diminuisce improvvisamente—questo richiede particolare attenzione. La potenza di uscita di un regolatore di tensione ad induzione diminuisce al diminuire della tensione di uscita. Pertanto, durante l'operazione, deve essere evitato l'overload e la corrente di uscita secondaria non deve superare il suo valore nominale. Se i terminali di ingresso di un regolatore di tensione ad induzione sono lasciati aperti mentre i terminali di uscita sono collegati a un circuito, funziona come un induttore variabile.
In un regolatore di tensione ad induzione trifase, sia la grandezza che la fase della tensione di uscita cambiano simultaneamente. Pertanto, i regolatori di tensione ad induzione trifase non devono mai essere operati in parallelo.
