Асинхронные исполнительные (или управляемые) двигатели, страница 10

При вращении ротора его «волокна» пересекают поток возбуж­дения и в них, кроме э. д. с. трансформации, наводятся еще э. д. с. вращения (резания). Под действием э. д. с, вращения по ротору протекают токи, контуры которых при большом активном сопро­тивлении ротора практически совпадают с осью потока возбуж­дения Ф_d1 (рис.9, б). Эти токи создают магнитный поток ро­тора Ф_q2, который направлен по поперечной оси тахогенератора. Поток Ф_q2 сцепляется с витками генераторной обмотки ОГ и на­водит в них э. д. с. E_тг — выходную э. д. с. тахогенератора. Так как поток Ф_q2 изменяется с частотой сети, то и частота выход­ной э. д. с. равна частоте сети и не зависит от частоты вращения ротора.

Э. д. с. ротора, а следовательно, поток Ф_q2 и выходная э. д. с, пропорциональны частоте вращения ротора:

E_тг= Ф_q2=n.

Выходное напряжение тахогенератора U_ТГменьше э. д. с. Е_ТГ на величину падения напряжения в- rгенераторной обмотке с сопро­тивлением Z_r.

Основными требованиями, предъявляемыми к выходной   характе­ристике асинхронного тахогенератора U_тг = f(n), являются:

·  линейность U_тг =n;

·  постоянство фазы U_тг  при изменении п;

·  наибольшая крутизна — большое ∆U_тг при малых ∆n;

·  симметрия— постоянство \U_тг\ при вращении ротора в различ­ных направлениях с одинаковыми частотами  вращения;

·  стабильность — независимость выходной характеристики от температуры, условий эксплуатации, времени и т. п.

Особенно жесткие требования предъявляются к выходной характеристике тахогенераторов, работающих в счетно-решающих устройствах   (в дифференцирующих   и   интегрирующих   схемах).

Выходное напряжение U_тг не является линейной функцией частоты вращения v. Нелинейность появляется за счет члена Bv². Если бы он был равен нулю, то U_тг было   бы  пропорционально   v  и  тахогенератор был бы идеальным.

При проектировании тахогенераторов член Bv² стараются умень­шить. Последнее достигается   за  счет  снижения как v, так и В.

Чтобы   уменьшить   относительную   частоту   вращения тахогенераторы   проектируют   на   большую   частоту   f_t с наименьшим числом пар полюсов р. Обычно р≥2. Тахогенераторы с р = 1   стараются   не   проектировать,   так   как   при   этом  трудно бороться   с   возникающей  магнитной и электрической асимметрией.

 Чтобы уменьшить В, работают при больших сопротивлениях нагрузки Z_H, а ротор тахогенератора (для увеличения r_гв) выполня­ют из материалов с большим удельным сопротивлением — фосфори­стой или марганцовистой бронзы или из сплавов типа манганин, нейзильбер.

К уменьшению коэффициента трансформации и   сопротивления   обычно   не прибегают,  так как первое ведет к снижению крутизны выходной характеристи­ки, а второе — к увеличе­нию габаритов тахоге­нератора.

Рис. 10 - Реальная и идеальная выходные xaрактеристики асинхронного тахогенератора

Отклонение реаль­ной 1 выходной харак­теристики U_TГ = f (n) от идеальной 2 (прямоли­нейной) называется амп­литудной погрешностьютахогенератора ∆U (рис. 10). Амплитудная по­грешность определяется как отношение (выра­женное в процентах) величины отклонения реальной выходной харак­теристики от идеальной (∆U_шах) к максимальной э. д. е. генераторной обмотки Е_тгmах. При настройке схемы тахогенератор нужно откалибровать (установить наклон идеальной характеристики) таким обра­зом, чтобы амплитудная погрешность была минимальной. На рис.10, а и б приведены характеристики соответственно при непра­вильной и правильной калибровке.

 Физически наличие амплитудной погрешности можно объяснить целым   рядом   факторов:  

1) падением напряжения  в   генераторной обмотке ;

2) уменьшением потока Ф_q2 вследствие размагничива­ющего действия магнитного  потока реакции  генераторной  обмотки Ф_г.р;

 3) отклонением потока ротора Ф₂ от поперечной оси из-за изменения индуктивного сопротивления рассеяния ротора х₂ (поток ротора направлен точно по поперечной оси только тогда, когда индуктивное сопротивление рассеяния ротора x2 = 0;

 4) изме­нением тока возбуждения /_в, а следовательно, и магнитного потока Ф_d1 в результате действия дополни­тельной э. д. с, наведенной в обмот­ке возбуждения потоком ротора Ф _d2; этот поток создается токами ротора, возникающими в результате пересече­ния поперечными «волокнами» ротора магнитного потока Ф_q2 .

Для получения минимальной ам­плитудной погрешности стараются ра­ботать при малых относительных частотах   вращения    v — уменьшают диапазон рабочих частот вращения.Амплитудная погрешность тахогенератора может быть значитель­но уменьшена в случае применения определенной по величине активно-емкостной нагрузки (компаундирование).

Выходное напряжение асинхронного тахогенератора U_TT не совпадает по фазе с напряжением возбуж­дения и не остается постоянным по фазе при изменении частоты вращения. Отклонение выходного напряжения U_Tr по фазе от исходного (соответствующего точке калибровки тахогенератора), измеренное в угловых градусах или минутах, называется фазовой погрешностью тахогенератора ∆ф. Фазовая погрешность в основ­ном определяется индуктивными сопротивлениями ротора и обмо­ток статора. Величина ее, так же как и величина амплитудной погрешности, может быть значительно снижена за счет правиль­ного выбора характера нагрузки. Фазовую погрешность можно устранить, применив некоторую активно-индуктивную нагрузку, однако, как следует из вышесказанного, при этом возрастет амплитудная погрешность.

Величина фазовой погрешности у современных тахогенераторов высокой точности составляет несколько минут, а у обычных тахогенераторов — несколько градусов.

Следует отметить, что как амплитудная, так и фазовая погреш­ности меняются с изменением частоты вращения.

Чем больше крутизна выходной характеристики тем больше чувствительность тахогенератора и всей  автоматической системы, в которой он работает.Крутизна зависит от величины магнитного потока возбуждения , сопротивления ротора, числа витков генераторной обмот­ки w_T.