Основные характеристики индукционных регуляторов напряжения объяснены

Индукционные регуляторы напряжения подразделяются на трехфазные и однофазные типы.

Структура трехфазного индукционного регулятора напряжения аналогична структуре трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором. Основные различия заключаются в том, что диапазон вращения ротора в индукционном регуляторе напряжения ограничен, а обмотки статора и ротора соединены друг с другом. Внутренняя электрическая схема трехфазного индукционного регулятора напряжения показана на рисунке 2-28(а), который иллюстрирует только одну фазу.

Когда трехфазное переменное напряжение подается на статор индукционного регулятора напряжения, в воздушном зазоре между статором и ротором создается вращающееся магнитное поле. Это вращающееся магнитное поле пересекает как обмотку статора, вызывая ЭДС в статоре, так и обмотку ротора, вызывая ЭДС в роторе. Фаза индуцированной ЭДС в роторе остается постоянной, в то время как фаза индуцированной ЭДС в статоре изменяется по мере вращения ротора. Поскольку обмотки статора и ротора соединены вместе, выходное напряжение равно сумме индуцированных напряжений в статоре и роторе. Из-за того, что фаза напряжения статора может изменяться за счет вращения ротора, величина общего выходного напряжения также изменяется, тем самым достигая регулирования напряжения.

Этот принцип показан на рисунке 1. Как видно из рисунка 1, когда ЭДС, индуцированная в статоре, находится в фазе с ЭДС, индуцированной в роторе, выходное напряжение достигает максимальной величины, равной двойному значению каждой из индуцированных ЭДС. Когда разность фаз между ЭДС статора и ротора составляет 180°, выходное напряжение становится нулевым. Это объясняет, почему ротор индукционного регулятора напряжения должен вращаться только в пределах ограниченного углового диапазона, достаточного для изменения разности фаз между индуцированными ЭДС статора и ротора от 0° до 180°.

Структура однофазного индукционного регулятора напряжения показана на рисунке 2. Первичная обмотка установлена на статоре, а короткозамкнутая компенсирующая обмотка расположена перпендикулярно к ней. Вторичная последовательно соединенная обмотка находится на роторе. Магнитодвижущая сила первичной обмотки создает однофазное пульсирующее магнитное поле в воздушном зазоре между сердечниками статора и ротора. При вращении ротора в диапазоне от 0° до 180° индуцированное напряжение во вторичной обмотке изменяется, что приводит к гладкому, бесступенчатому изменению выходного напряжения, тем самым достигая регулирования напряжения.

Чтобы предотвратить вибрацию и шум, вызванные перегрузочными скачками или несимметричным магнитным тяговым усилием, механизм зубчатых передач оснащен предохранительными штифтами и демпферными прокладками.

Отношение изменения короткозамкнутого импедансного напряжения индукционного регулятора напряжения очень велико. Поэтому, если нагрузочный ток внезапно уменьшается, выходное напряжение может резко увеличиться — это требует особого внимания. Выходная мощность индукционного регулятора напряжения уменьшается по мере снижения выходного напряжения. Поэтому при эксплуатации необходимо избегать перегрузки, и выходной ток вторичной обмотки не должен превышать его номинальную величину. Если входные клеммы индукционного регулятора напряжения оставлены открытыми, а выходные клеммы подключены к цепи, он функционирует как регулируемый дроссель.

В трехфазном индукционном регуляторе напряжения одновременно изменяются как величина, так и фаза выходного напряжения. Поэтому трехфазные индукционные регуляторы напряжения никогда не должны работать параллельно.