Глава №14: Тахогенераторы

Вопрос №1: Какие машины называют тахогенераторами?

Тахогенераторами (ТГ) называются информационные электрические машины, преобразующие механическое перемещение (вращение вала) в пропорциональный ему электрический сигнал (выходное напряжение).

Вопрос №2: Перечислите основные требования, предъявляемые к ТГ.

Основные требования, предъявляемые к ТГ, следующие:

1) высокая линейность выходной характеристики —минимальное отклонение ее от прямой

Uг = Ккр n являющейся идеальной характеристикой тахогенератора

2) большая крутизна выходной характеристики Ккр=Uг/n

3) симметрия выходного напряжения | Uг(+n)| = | Uг(-n)|

4) минимальное остаточное напряжение U_r0 при п = 0;

5) минимальная зона нечувствительности «_min при U_r = 0;

6) максимальная выходная мощность при минимальной потреб­ляемой мощности;

7) минимальные пульсации выходного напряжения;

8) минимальное изменение фазы выходного напряжения;

9) малый момент инерции ротора и малый собственный момент сопротивления;

10) стабильность выходной характеристики при изменении окру­жающих условий;

11) малые габаритные размеры и масса.

Вопрос №3: Что называется выходной характеристикой ТГ?

Вопрос №5: Чем обусловлена зона нечувствительности в ТГ постоянного тока?

За счет падения напряжения на щеточном контакте у ТГ постоянного тока появляет­ся зона нечувствительности — зона частот вращения от п = 0 до п = = n_min, при которых выходное напряжение равно нулю. Границу зо­ны нечувствительности легко найти из выражения (14.2), подставив в него U_r = 0:

/Наличие зоны нечувствительности является большим недостат­ком ТГ постоянного тока. Для уменьшения зоны нечувствительно­сти тщательно подбираются щетки. Они должны обеспечивать ми­нимальное падение напряжения U_щ. В ТГ обычно устанавливаются медно-графитовые или серебряно-графитовые щетки, а в прецизион­ных ТГ — проволочные щетки с серебряным, золотым или платино­вым покрытием.

Вопрос №4: Какие причины приводят к нелинейности выходных характеристик ТГ постоянного и переменного тока?

При высоких частотах вращения и большой нагрузке результи­рующий магнитный поток ТГ не остается постоянным из-за размаг­ничивающего действия реакции якоря, что приводит к отклонению выходной характеристики от прямой линии . Для уменьшения влияния реакции якоря на линейность выходных характеристик ТГ их магнитные системы, как уже указывалось, вы­полняют либо ненасыщенными, либо сильно насыщенными.

Вопрос №6: Что такое крутизна выходной характеристики ТГ и от чего зависит ее значение?

При постоянном магнитном потоке и неизменных сопротивлени-якоря и нагрузки U_Г =Kкр n, где Kкр = с_еФ/(1+ r_г/r_н) — крутизна выходной характеристики ТГ. Наибольшая крутизна имеет место при холостом ходе, когда г_н = бесконечности

Вопрос №7: Каковы причины возникновения остаточного напряжения в ТГ переменного тока?

В реальных ТГ в основном из-за магнитной несимметрии в генераторной обмотке при п = 0 наводится небольшое на­ряжение U_го, которое называется нулевым или остаточным.

Вопрос №8: Назовите основные погрешности ТГ.

Главный показатель качества ТГ — степень линейности его вы­ходной характеристики. Основными причинами погрешностей в ТГ, как и во всех электрических микромашинах информационной груп­пы, являются:

а) теоретические отклонения реальных выходных зависимостей от идеальных, обусловленные принципом действия микромашин;

б) технологические неточности при изготовлении микромашин;

в) изменение условий эксплуатации (температуры, частоты пита­ния и т.п.);

г) конструктивные ограничения. Последние вызывают погреш­ности, обусловленные нелинейностью магнитной цепи, высшими гармониками магнитного поля и т.п. В большинстве асинхронных ТГ эти погрешности не превышают 0,05 % и их часто не принима­ют в расчет.

Вопрос №9: Перечислите достоинства и недостатки ТГ различных типов.

Вследствие наличия магнитной асимметрии, зубчатости якоря и эчно-коллекторного узла у ТГ постоянного тока появляются якор-зубцовые и коллекторные пульсации выходного напряжения. Положительными качествами ТГ постоянного тока являются ма­лые габаритные размеры и масса при большой выходной мощности, а у ТГ с постоянными магнитами также отсутствие необходимости в источнике питания.

Вопрос №10: В каком режиме работает асинхронный ТГ при питании обмотки возбуждения постоянным током?

При питании его обмотки возбуждения постоян­ным током пропорциональны ускорению ротора. Иными словами, ТГ в этом режиме является датчиком ускорений.

Вопрос №11: Назовите основные способы уменьшения скоростных погрешностей.

При проектирования ТГ член Bv стараются уменьшить. Это возможно за счет уменьшения либо относительной скорости V, либо В. Уменьшение относительной скорости v = п/п_с = рп/(60f) можно достигнуть увеличением частоты питающей сети или уменьшением числа пар полюсов.

Вопрос №12: Перечислите области применения ТГ.

ТГ используются в основ­ном в качестве информационного элемента для измерения частоты вращения различных механизмов. В этом случае к выходной обмот­ке ТГ подключается вольтметр, шкала которого градуируется непо­средственно в единицах частоты вращения.