Inductiespanningsregelaar
Regelbare transformator traploos instelbaar
Electriciteit

De inductiespanningsregelaar is een regelbare transformator die de uitgangsspanning met ±15% traploos kan bijregelen.
-

-

1

2

3

4

5

6

7


Symbool van een inductiespanningsregelaar in de schemas

De inductiespanningsregelaar is één van de mogelijke transformatoren om de uitgangsspanning bij te regelen. Om een fijne regeling mogelijk te maken gebruikt men een draaitransformator die nog het meest lijkt op een asynchrone motor met gewikkeld anker. De rotor kan hier echter niet vrij draaien en in plaats van glijcontacten te gebruiken heeft men een vaste verbinding met soepele kabels (de rotor draait nooit meer dan 180° in iedere richting).

De primaire wikkeling vormt de stator en de rotor is het secundair. Door de positie van de rotor te wijzigen produceert men een spanning in fase of in tegenfase. Deze spanning wordt opgeteld bij de netspanning en zo bekomt men een hogere of lagere spanning.


Afbeelding 1:
Inductiespanningsregelaar met parallelwikkeling ("primaiir") en seriewikkeling ("secundair").

Primair en secundair kunnen schakeltechnisch omgewisseld worden, dit verandert niets aan de werking van de regelaar (stator wordt secundair en rotor primair).

De spanningsverandering is beperkt tot een percentage van de netspanning, bijvoorbeeld ±15%. De inductieregelaar moet daarom slechts bekerend zijn voor een vermogen van 15% van het maximaal vermogen.

Er bestaan echter ook regelaars die een bereik van 0 tot 100% of van 0 tot 120% hebben. Deze regelaars gebruiken onafhankelijke wikkelingen, met de secundaire wikkeling die direct met de belasting verbonden is. Dergelijke regelaars lijken op variacs, maar het zijn geen autotransformatoren: het primair is galvanisch gescheiden van het secundair.


Afbeelding 2:
Inductiespanningsregelaar voor 35kVA. De motor rechts drijft een ventilator aan, de bediening is manueel. Dergelijke regelaars werden gebruikt om de spanning van verlichtingslijnen te regelen.
Afbeelding 3:
De inductiespanningsregelaar kan gebruikt worden tot een spanning van ongeveer 10kV. Bij hoogspanningsnetten gebruikt men een transfo T2 on de spanning te verlagen voor de stator, en de spanning van de rotor wordt aan het hoogspanningsnet gekoppeld door middel van een transfo T1.

Het principe van de parallele en serie transformator vindt men terug bij de dwarsregeltransformator.


In tegenstelling met een normale transfo heeft de draaitransformator een luchtspleet. Een voordeel hiervan is dat de maximale stroom beperkt is. Dit is eveneens het geval met alternatoren die een kortsluitstroom hebben die 3× à 5× de nominale stroom bedraagt.


Afbeelding 4:
Inductiespanningsregelaar voor 930lVA met manuele en electrische bediening. De ventilator is gemonteerd in het onderste deel van de regelaar.

Induktieregelaars voor het driefasig net veroorzaken een faseverschuiving bij het veranderen van de spanning. Als dit niet gewenst is (omdat de mogelijkheid bestaat dat de secundaire netten van verschillende regeltransfo's samengekoppeld worden) gebruikt men een dubbele regelaar waarbij de faseverschuiving van de ene transfo gecompenseerd wordt door de faseverschuiving van de andere transfo. Het is ook mogelijk een drievoudige monofasige regelaar op eenzelfde as te gebruiken. Een dergelijke regelaar veroorzaakt geen faseverandering.


Afbeelding 5 en 6:
Scahakeling waarbij de faseverschuiving gecompenseerd wordt door een tweede inductieregelaar. Eronder, foto van de installatie.

Monofasige inductiespanningsregelaars

Induktiespanningsrelegaars zijn meestal gemaakt voor triphasé, maar ze bestaan ook in monophasé uitvoering. We hebben een ingang E1, een stator S en een rotor R.


Afbeelding 7:
Monofasige inductiespanningsregelaar

De uitgangsspanning hangt af van de ingangsspanning, waarbij men de spanning op de secundaire wikkeling (rotor) bijtelt. De spanning op het secundair kan zowel in fase als in tegenfase zijn.

De formule voor de uitgangspanning van de rotor is

E2 = n × E1 × cos θ

waarbij n de wikkelverhouding is. In de praktijk zal het secundair maar 15% van het aantal primaire wikkelingen hebben, waardoor het regelbereik beperkt is tot ± 15%, maar dit is geen bezwaar voor de toepassing.

Voor de electriciteitsdistributie gebruikt men liever regeltransfos met lastschakelaars die relatief goedkoper zijn bij hoge vermogens. Dankzij het ontbreken van een luchtspleet is het rendement ook hoger.

Voor laagvermogens gebruikt men variacs, deze hebben echter koolborstels die contact maken op de wikkelingen.

Vroeger werden inductiespanningsregelaars vooral gebruikt om roterende omvormers (eenankeromvormers) van stroom te voorzien. De roterende omvormers leverden gelijkspanning voor de trams en treinen of voor de industrie (electrolyse en electrodepositie). Omdat de omvormer de spanning niet kan wijzige wordt die voorafgegaan door een regelaar die gestuurd werd met de gelijkgerichte uitgangspanning. Zo was het mogelijk de veriaties in netspanning en belasting te compenseren.

Inductiespanningsregelaars worden niet zoveel meer gebruikt, maar ze worden nog steeds gemaakt. Ze worden doorgaans vervangen door electronische regelaars, maar men blijft inductiespanningsregelaars gebruiken als men schakelstoringen moet vermijden (hoogfrekwente storingen, harmonischen, vervorming van de uitgangsspanning, slechte crestfactor). Dergelijke regelaars worden daarom veelvuldig in laboratoria gebruikt.

Links to relevant pages - Liens vers d'autres pages au contenu similaire - Links naar gelijkaardige pagina's

-