誘導調整器は、誘導電動機に似た交流電気機械で、連続的に変化する出力電圧を供給できます。誘導調整器は、電力網の電圧制御に使用された初期の装置でした。1930年代以降、配電網の用途ではタップ変圧器に置き換えられました。現在では、その用途は主に電気実験室、電気化学プロセス、アーク溶接に限定されています。わずかな変更を加えることで、位相シフト電力変圧器として使用できます。
工事
単相誘導レギュレータは、回転可能な磁気コアに巻かれた（一次）励磁巻線を有し、この励磁巻線は電源電圧に接続されています。固定された二次巻線は、調整対象となる回路に直列に接続されています。励磁巻線が180度回転すると、直列巻線に誘起される電圧は、電源電圧に加算される電圧から逆方向に変化します。励磁巻線と直列巻線の巻数比を選択することにより、例えば電源電圧の±20%の範囲で電圧を調整できます。
三相誘導レギュレータは、巻線誘導モータとみなすことができます。ローターは自由に回転することはできず、ウォームギアによって機械的にシフトできます。レギュレータの残りの構造は、スロット付き三相ステータと巻線三相ローターを備えた巻線ローター誘導モータの構造に従います。ローターは機械的に 180 度以上回転できないため、ローターのリード線はフレキシブル ケーブルで外部回路に接続できます。ステータ巻線が 2 極巻線の場合、ローターを物理的に 180 度動かすと、誘導電圧の位相が 180 度変わります。4 極巻線では、180 度の位相シフトを生成するのに 90 度の物理的な移動のみが必要です。
磁場の相互作用によってトルクが発生するため、可動要素はウォームギアなどの機構によって保持されます。ローターは機械に取り付けられたハンドホイールで回転させることもできますし、電気モーターを使用して遠隔または自動でローターの位置を調整することもできます。
アプリケーションに応じて、ローターとステーターの巻数比は変化することがあります。
働く
単相レギュレータは励磁巻線と直列巻線を結ぶ磁束のみを変化させるため、電源電圧と負荷電圧の間に位相シフトは発生しません。しかし、三相レギュレータでは可動子の位置が変化するため位相シフトが発生します。負荷回路が複数の電源に接続されている場合、位相シフトによって循環電流が流れるため、これが問題となる可能性があります。
回転子端子が三相電力網に接続されている場合、回転磁界が磁気コアに駆動されます。その結果生じる磁束は、固定子の巻線に起電力を発生させます。回転子と固定子が物理的に角度αだけずれている場合、両巻線の電気的位相シフトもαになります。基本波のみを考慮し、位相シフトを無視すると、以下の式が成り立ちます。
ここで、ξは巻線係数であり、巻線の構造に関連する定数です。
固定子巻線が一次相に接続されている場合、中性点（N）から見た総電圧は、回転子と固定子の両方の巻線の電圧の合計になります。これを電気位相ベクトルに置き換えると、両方の位相ベクトルは接続されています。両者の間にはαの角度シフトがあります。αは[0, π]の間で自由に選択できるため、両方の位相ベクトルを加算または減算することができ、その間のすべての値を実現できます。一次巻線と二次巻線は分離されていません。また、回転子と固定子間の電圧の振幅比は一定です。結果として生じる電圧は、直列巻線に誘起される電圧の角度シフトによって変化します。
利点
出力電圧は公称範囲内で連続的に調整可能です。これは、出力電圧が不連続な値をとるタップ変圧器に比べて明らかな利点です。また、動作条件下でも電圧を容易に調整できます。
欠点
タップ変圧器と比較すると、誘導レギュレータは高価で、効率が低く、開回路電流が高く（エアギャップのため）、電圧が 20 kV 未満に制限されます。
アプリケーション
電力網用の誘導調整器は通常、公称電圧14kV、調整範囲±(10～15)%で設計されていますが、この用途は減少しています。現在では、主に電気実験室やアーク溶接に使用されています。
参照
参考文献
- アーノルド、アーチボルド (1946). 『現代の電気技術者』第2巻、第4版. キャクストン出版会社. pp. 163– 166.
- ヒューストン、エドウィン・J. (1902).最近の発電機・電気機械の種類. PFコリアー・アンド・サン. pp. 564– 567.
- フィンク、ドナルド・G. (1978).電気技術者のための標準ハンドブック 第11版.マグロウヒル. pp. 10.94 – 10.95 . ISBN 0-07-020974-X。
