Principais Características dos Reguladores de Tensão por Indução Explicadas
Os reguladores de tensão por indução são classificados em tipos trifásicos e monofásicos.
A estrutura de um regulador de tensão por indução trifásico é semelhante à de um motor de indução trifásico com rotor enrolado. As principais diferenças são que o intervalo de rotação do rotor em um regulador de tensão por indução é limitado, e seus enrolamentos do estator e do rotor estão interconectados. O diagrama de ligação interna de um regulador de tensão por indução trifásico é mostrado na Figura 2-28(a), que ilustra apenas uma fase.
Quando a energia elétrica trifásica é aplicada ao estator do regulador de tensão por indução, um campo magnético rotativo é gerado na fenda entre o estator e o rotor. Este campo magnético rotativo corta tanto o enrolamento do estator, induzindo uma FEM no estator, quanto o enrolamento do rotor, induzindo uma FEM no rotor. A fase da FEM induzida no rotor permanece constante, enquanto a fase da FEM induzida no estator muda conforme o rotor gira. Como os enrolamentos do estator e do rotor estão conectados, a tensão de saída é igual à soma das tensões induzidas no estator e no rotor. Como a fase da tensão do estator pode ser variada pela rotação do rotor, a magnitude da tensão total de saída muda conforme, alcançando assim a regulação de tensão.
Este princípio é ilustrado na Figura 1. Como mostrado na Figura 1, quando a FEM induzida no estator está em fase com a FEM induzida no rotor, a tensão de saída atinge seu valor máximo—duas vezes a FEM induzida individual. Quando a diferença de fase entre as FEMs do estator e do rotor é de 180°, a tensão de saída se torna zero. Isso explica por que o rotor de um regulador de tensão por indução precisa girar apenas dentro de um intervalo angular limitado—suficiente para variar a diferença de fase entre as FEMs induzidas no estator e no rotor de 0° a 180°.
A estrutura de um regulador de tensão por indução monofásico é mostrada na Figura 2. O enrolamento primário é montado no estator, e um enrolamento compensador curto-circuitado é colocado perpendicular a ele. O enrolamento secundário em série está localizado no rotor. A força eletromotriz do enrolamento primário produz um campo magnético pulsante monofásico na fenda do núcleo estator-rotor. Conforme o rotor gira dentro de um intervalo de 0° a 180°, a FEM induzida no enrolamento secundário varia, resultando em uma mudança suave e contínua na tensão de saída, alcançando assim a regulação de tensão.
Para prevenir vibrações e ruídos causados por surtos de sobrecarga ou força magnética desequilibrada, o mecanismo de engrenagens é equipado com pinos de segurança e almofadas de amortecimento elásticas.
A variação da impedância de curto-circuito de um regulador de tensão por indução é muito grande. Consequentemente, a tensão de saída pode aumentar abruptamente se a corrente de carga diminuir repentinamente—isso requer atenção especial. A potência de saída de um regulador de tensão por indução diminui à medida que a tensão de saída é reduzida. Portanto, deve-se evitar sobrecargas durante a operação, e a corrente de saída secundária não deve exceder seu valor nominal. Se os terminais de entrada de um regulador de tensão por indução forem deixados em circuito aberto, enquanto os terminais de saída estão conectados a um circuito, ele funciona como um indutor variável.
Em um regulador de tensão por indução trifásico, tanto a magnitude quanto a fase da tensão de saída mudam simultaneamente. Portanto, os reguladores de tensão por indução trifásicos nunca devem ser operados em paralelo.
