Belangrijkste kenmerken van spookspanningsregelaars uitgelegd

Inductieve spanningregelaars worden ingedeeld in driefase AC- en enefase-types.

De structuur van een driefase inductieve spanningregelaar is vergelijkbaar met die van een driefase gewonden rotor-inductiemotor. Het belangrijkste verschil is dat het rotatiebereik van de rotor in een inductieve spanningregelaar beperkt is, en de stator- en rotorwindingen zijn met elkaar verbonden. Het interne bedradingsschema van een driefase inductieve spanningregelaar wordt getoond in figuur 2-28(a), waarbij slechts één fase wordt weergegeven.

Wanneer driefase wisselstroom aan de stator van de inductieve spanningregelaar wordt aangebracht, wordt er een draaiend magnetisch veld opgewekt in de luchtgat tussen stator en rotor. Dit draaiende magnetische veld snijdt zowel de statorwinding—waardoor een statorelektrische spanning wordt geïnduceerd—als de rotorwinding—waardoor een rotorelektrische spanning wordt geïnduceerd. De fase van de geïnduceerde spanning in de rotor blijft constant, terwijl de fase van de geïnduceerde spanning in de stator verandert naarmate de rotor roteert. Omdat de stator- en rotorwindingen met elkaar verbonden zijn, is de uitgangsspanning gelijk aan de som van de geïnduceerde spanningen in de stator en de rotor. Omdat de fase van de statorspanning kan worden gewijzigd door de rotatie van de rotor, verandert de grootte van de totale uitgangsspanning dienovereenkomstig, waardoor spanningregeling wordt bereikt.

Dit principe wordt geïllustreerd in Figuur 1. Zoals te zien is in Figuur 1, wanneer de stator-geïnduceerde spanning in fase is met de rotor-geïnduceerde spanning, bereikt de uitgangsspanning haar maximale waarde—twee keer de individuele geïnduceerde spanning. Wanneer het fasenverschil tussen de stator- en rotorspanningen 180° is, wordt de uitgangsspanning nul. Dit verklaart waarom de rotor van een inductieve spanningregelaar slechts binnen een beperkt hoekbereik hoeft te roteren—voldoende om het fasenverschil tussen de stator- en rotorspanningen van 0° tot 180° te variëren.

De structuur van een enefase inductieve spanningregelaar wordt getoond in Figuur 2. De primaire winding is gemonteerd op de stator, en een kortgesloten compenserende winding is loodrecht op deze geplaatst. De secundaire serie-verbonden winding bevindt zich op de rotor. Het magnetische kracht van de primaire winding produceert een enefase pulserend magnetisch veld in de luchtgat van de stator-rotorkern. Terwijl de rotor roteert binnen een bereik van 0° tot 180°, varieert de geïnduceerde spanning in de secundaire winding, wat resulteert in een gladde, trapteloze verandering van de uitgangsspanning en daardoor spanningregeling.

Om trillingen en geluid veroorzaakt door overbelastingssurges of ongebalanceerde magnetische trekkracht te voorkomen, is het tandwielmechanisme uitgerust met veiligheidsschuifpennen en elastische trillingsdempers.

De verandering van de korte-slagimpedantiespanning van een inductieve spanningregelaar is zeer groot. Daarom kan de uitgangsspanning plotseling stijgen als de belastingsstroom plotseling afneemt—dit vereist speciale aandacht. De uitvoerkracht van een inductieve spanningregelaar neemt af naarmate de uitgangsspanning wordt verlaagd. Daarom moet overbelasting tijdens het gebruik worden vermeden, en de secundaire uitvoerstroom mag niet de nominale waarde overschrijden. Als de ingangsterminals van een inductieve spanningregelaar openstaan terwijl de uitgangsterminals aan een circuit zijn verbonden, fungeert het als een variabele spoel.

Bij een driefase inductieve spanningregelaar veranderen zowel de grootte als de fase van de uitgangsspanning gelijktijdig. Daarom mogen driefase inductieve spanningregelaars nooit parallel worden bediend.